专利名称：逆变器一体型电动压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一体地装入有逆变器的逆变器一体型电动压缩机。
背景技术：
适用在电力车(EV车)、混合动力车(HEV车)等的车辆用空调装置中的电动压缩机成为如下构成:在内置有压缩机构和驱动该压缩机构的电动机的壳体中一体地装入有逆变器，该逆变器将从电源单元经由高电压线路(HV线路)供给的直流电力转换成三相交流电力而向电动机施加并驱动电动机。在这种逆变器一体型电动压缩机中，由逆变器驱动的电动机及逆变器的电位被进行PWM (Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)控制，因此含有较多的高次谐波。在上述电动压缩机中，由于在壳体与逆变器及电动机之间存在有寄生电容，因此产生的高次谐波电流向作为导体的壳体流动，并通过被框体接地的壳体的接地线而向车身流动。由于在车身与车辆蓄电池(电源单元)之间也存在有寄生电容，因此向车身流动的高次谐波电流构成通过车辆蓄电池而向逆变器一体型电动压缩机的HV线路流动的电流环。该高次谐波电流成为电磁放射噪声，但通过车身而向高电压线路流动的电流环由于面积增大而放射噪声也增大，这在为AM广播频率带时，成为无线电噪声源。为了将该AM广播频率带域的高次谐波电流切断，通常采用如下的对策，S卩:在对于逆变器一体型电动压缩机供给高电压的HV线路上插入共态线圈，相对于高次谐波电流而成为高阻抗。然而，共态线圈仅插入到HV线路上，HV线路流过几十A级的大电流，因此共态线圈必然增大，包含有导致大型化、高成本化等问题。因此，为了减少向逆变器电路流动的噪声电流，通过专利文献I提出了一种方案，即:在与交流电源连接的整流电路和在该整流电路的直流输出上连接有平滑电路及逆变器电路的电力转换装置中，在整流电路的直流输出端子与电动机的接地线之间连接有电容器C与阻抗要素L的串联电路，该串联电路使从电动机与接地端子之间的静电电容泄漏的泄漏电流(包括高次谐波在内的噪声电流)向整流电路的直流输出端子(PN线路)这双方旁通。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-235269号公报
发明内容
然而，上述专利文献I公开的情况是，构成为，来自电动机的向接地线流动的噪声电流从接地线经由LC串联电路而向整流电路的直流输出端子(PN线路)旁通。因此，噪声电流流动的电流环包括接地线且面积增大，因此无法避免放射噪声的增大，在噪声减少效果上存在极限。尤其是在车辆搭载设备中，对于电磁放射噪声要求严格的限制，因此追求一种进一步减少电磁放射噪声的对策。本发明鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种逆变器一体型电动压缩机，其能够减小电磁放射噪声，并且还能够减少向外部漏出的量，进而减少从接地线流向外部的量，而且能够实现噪声减少用电路的小型轻量化、低成本化。为了解决上述的课题，本发明的逆变器一体型电动压缩机采用以下的手段。即，本发明的一形态的逆变器一体型电动压缩机向内置有压缩机构和驱动该压缩机构的电动机的壳体一体地装入对施加给所述电动机的电力进行控制的逆变器，其中，在来自所述逆变器及所述电动机的高次谐波电流所流过的被框体接地的所述壳体与将来自电源的电力向所述逆变器供给的PN线路之间，分别插入连接相同电容的阻抗。在壳体内内置有逆变器及电动机的逆变器一体型电动压缩机中，在壳体与逆变器及电动机之间分别存在有寄生电容，因此高次谐波电流向壳体流动，这成为电磁放射噪声。根据本发明，在将逆变器一体地装入壳体内的逆变器一体型电动压缩机中，在来自逆变器及电动机的高次谐波电流所流过的被框体接地的壳体与将来自电源的电力向逆变器供给的PN线路之间，分别插入连接相同电容的阻抗，因此通过在被框体接地的壳体与PN线路之间分别插入连接相同电容的阻抗，而能够使例如无线电噪声源等的目标频率带域的上述高次谐波电流经由作为导体的壳体而向在逆变器一体型电动压缩机内完结的小的电流环旁通，而返回噪声电流的发生源。因此，能够减小产生的电磁放射噪声，并且还能够减少由作为导体的壳体覆盖而向外部漏出的量、进而减少从接地线向外部流出的量。而且，与向几十A级的大电流流过的高电压(HV)线路插入共态线圈的现有方式相比，仅使几mA级的噪声成分旁通即可，不需要大电容的共态线圈，能够实现小型轻量化、低成本化。尤其是在要求小型轻量化的车载用逆变器一体型电动压缩机中，大电容的共态线圈的省略化在小型轻量化方面成为大的优点。在上述的逆变器一体型电动压缩机中，优选的是，所述阻抗为将电容器C与线圈L串联连接而成的LC串联电路。如此，由于阻抗设为将电容器C与线圈L串联连接而成的LC串联电路，因此由电容器C与线圈L的串联电路来构成阻抗，其共振频率设为例如要减少噪声的频率附近，由此相对于要减少的目标频率而能够成为低阻抗。因此，相对于目标的频率而能够急剧地减少阻抗，能够可靠地减少例如成为问题的AM广播频率带的无线电噪声。此外，在上述的逆变器一体型电动压缩机中，优选的是，所述LC串联电路分别并联地插入连接到所述壳体与所述PN线路之间。如此，由于将LC串联电路分别并联地插入连接到壳体与PN线路之间，因此相对于PN线路这双方、即正极、负极这双方，分别并联地连接相同电容的LC串联电路，由此能够使阻抗特性在正极及负极这双方平衡。因此，能够以不会产生不平衡的方式可靠地减少目标频率带域的共态噪声。此外，在上述任一项的逆变器一体型电动压缩机中，优选的是，所述LC串联电路是如下所述的电路结构:在所述PN线路之间连接有将相同电容的2个电容器C串联连接而成的电路，并在该串联连接电路的中间点与所述壳体之间连接有线圈L。如此，由于LC串联电路形成为如下结构:在PN线路之间连接有将相同电容的2个电容器C串联连接而成的电路且在该串联连接电路的中间点与壳体之间连接有线圈L，因此能够通过2个电容器C和I个线圈L来构成并联连接在壳体与PN线路之间的相同电容的LC串联电路。因此，与单纯地将电容器C与线圈L的串联电路并联地连接的情况相比，能够减少元件数量，实现进一步的结构的简化、低成本化。此外，在上述任一项的逆变器一体型电动压缩机中，优选的是，所述阻抗在装入到所述壳体内的逆变器基板侧的PN端子和与所述壳体连接的接地端子之间设置在所述逆变器基板上。如此，阻抗在装入到壳体内的逆变器基板侧的PN端子和与壳体连接的接地端子之间，设置在逆变器基板上，因此通过将阻抗(LC串联电路)装入到逆变器基板上，而容易将噪声减少用电路装入逆变器，能够实现逆变器自身的相对于壳体的装入空间的省空间化。因此，能够提高逆变器一体型电动压缩机的组装性，并且能够实现其小型轻量化，从而能够提高对于车辆等的搭载性。根据本发明，通过在框体接地的壳体与PN线路之间分别插入连接相同电容的阻抗，而能够使例如无线电噪声源等的目标频率带域的高次谐波电流经由作为导体的壳体而向在逆变器一体型电动压缩机内完结的小的电流环旁通，而返回噪声电流的发生源，因此，能够减小产生的电磁放射噪声，并且还能够减少由作为导体的壳体覆盖而向外部漏出的量、进而减少从接地线向外部流出的量。与向几十A级的大电流流过的高电压(HV)线路插入共态线圈的现有方式相比，仅使几mA级的噪声成分旁通即可，不需要大电容的共态线圈，能够实现小型轻量化、低成本化。尤其是在要求小型轻量化的车载用逆变器一体型电动压缩机中，大电容的共态线圈的省略化在小型轻量化方面成为大的优点。
图1是本发明的第一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的电动机驱动系统电路的不意图。图2是图1所示的电动机驱动系统电路的简图。图3A是图1及图2所示的阻抗电路的不同的方式的结构图。图3B是图1及图2所示的阻抗电路的不同的方式的结构图。图4是表示从图1所示的电动机驱动系统电路向外部泄漏的高次谐波电流的减少效果的说明图。图5是由图1及图2所示的阻抗电路而相对于目标频率成为低阻抗的电路特性的说明图。图6是表示图1所示的逆变器一体型电动压缩机的概略结构的示意图。图7是表示本发明的第二实施方式的逆变器一体型电动压缩机的概略结构的示意图。
具体实施例方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。[第一实施方式]以下，使用图1至图6，说明本发明的第一实施方式。图1表不本发明的第一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的电动机驱动系统电路的示意图，图2表示其简图。而且，图6是表示显示逆变器一体型电动压缩机的概略结构的示意图。
逆变器一体型电动压缩机I具备由铝压铸件制的导体构成的壳体(框体)2，在该壳体2的内部内置有压缩机构(未图不)和驱动该压缩机构的电动机3。在壳体2的外周一体地成形有逆变器收容部4(参照图6)，在该逆变器收容部4内收容设置有逆变器5，由此构成在壳体2的外周一体地装入有逆变器5的逆变器一体型电动压缩机I。该逆变器一体型电动压缩机I将从车载的电源单元6的蓄电池经由电源线缆(HV线路)向逆变器5的PN线路7供给的高电压的直流电力经由逆变器5转换成指令频率的三相交流电力之后，向内置于壳体2内的电动机3施加，由此来驱动电动机3。作为逆变器5，具备半导体开关电路，通常采用经由控制电路而改变其电流流通率来控制输出电压的PWM (Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)控制方式，进行电动机3的速度控制。如此，由PWM控制的逆变器5驱动的电动机3及逆变器5的电位含有较多的高次谐波。需要说明的是，逆变器5自身为公知的结构，此处省略详细说明。车载用的逆变器一体型电动压缩机I将逆变器5、电动机3及构成压缩机构的机械部分收容设置在I个壳体(框体)2内。在该壳体2与电动机3及逆变器5之间，如图1中虚线所示，存在有寄生电容Ql、Q2、Q3，因此在电动机3及逆变器5中产生的高次谐波电流向壳体2侧流动。壳体2通常经由接地线8而框体接地于车身9，因此向壳体2侧流动的高次谐波电流通过接地线8而向车身9流动。在车身9与车载用电源单元6之间也存在有寄生电容Q4，因此向车身9流动的高次谐波电流构成从车载用电源单元6经由电源线缆而流向逆变器5的PN线路7的大的电流环。如此，若由在电动机3及逆变器5中产生的噪声成分即高次谐波电流而构成大的电流环，则这成为大的电磁放射噪声，在其频率带域为AM广播频率带时，成为无线电噪声源。因此，在本实施方式中，为了减少上述的噪声电流，采用在逆变器一体型电动压缩机I的壳体2与向逆变器5输入高电压的PN线路7之间分别插入连接有相同电容的小阻抗Z的结构。该阻抗Z设为图1及图3A所示的电路结构，即:在PN线路7的正极及负极这双方与被框体接地的壳体2之间并联连接有LC串联电路(LC滤波电路)10、11，该LC串联电路(LC滤波电路)IOUl将共态电流流过的电容器Cl与线圈L1、及电容器C2与线圈L2分别串联连接。上述LC串联电路10、11也可以如图3B所示由LC串联电路(LC滤波电路)12代替，该LC串联电路12构成为在PN线路7的正极与负极之间连接有将相同电容的2个电容器C3、C4串联连接而成的电路，在该串联连接电路的中间点M与框体接地的壳体2之间连接有线圈L3。上述阻抗Z即LC串联电路10、11具体而言如图6所示，成为在PN端子13、14与框体接地的壳体2之间相互并联连接的电路结构，该PN端子13、14在收容设置于逆变器收容部4内的逆变器5的控制基板(逆变器基板)5A上设置。如此，由逆变器5及电动机3产生的成为噪声成分的高次谐波电流从框体接地的壳体2经由LC串联电路10、11向PN线路7旁通，向在逆变器一体型电动压缩机I内完结的小的电流环流动而返回噪声电流的发生源，如图2所示，形成为由作为导体的壳体2屏蔽的结构，由此使电磁放射噪声不向外部漏出。如此，根据本实施方式，起到以下的作用效果。通过对逆变器5进行PWM控制而产生的高次谐波电流经由寄生电容Ql、Q2、Q3向框体接地的壳体2流动。该成为噪声成分的高次谐波电流向阻抗Z即LC串联电路(LC滤波电路)IOUl旁通而返回噪声电流的发生源，所述阻抗Z为在壳体2与逆变器5的PN线路7的正极及负极这双方之间分别并联地插入连接的相对于减少目标的频率而成为低阻抗的阻抗。如此，由电动机3及逆变器5产生的成为噪声成分的高次谐波带域的共态电流流过小环的电流环，该小环的电流环从逆变器一体型电动压缩机I内的被框体接地的导体的壳体2经由低阻抗的LC串联电路10、11而向逆变器5的PN线路7旁通且在逆变器一体型电动压缩机I内完结。S卩，在壳体2与PN线路7之间并联地插入连接相同电容的小阻抗Z，分别由LC串联电路10、11构成，其共振频率设为要使噪声减少的频率附近，相对于目标频率而成为低阻抗。因此，如图5所示，相对于目标频率能够急剧地减少阻抗。图5所示的是要使500kHz附近的频率减少的目标频率的电路特性图。因此，根据本实施方式，如图4所示，能够减小产生的噪声电流(电磁放射噪声)，并且能够减少该噪声电流由作为导体的壳体2覆盖而向外部漏出的量、或从接地线7向外部流动的量。由于减少噪声电流，因此与向几十A级的大电流流过的HV线路插入共态线圈的现有方式相比，仅仅使几mA级的噪声成分旁通即可，不需要大电容的共态线圈，能够实现小型轻量化、低成本化。尤其是在要求小型轻量化的车载用逆变器一体型电动压缩机I中，大电容的共态线圈的省略化在小型轻量化方面成为大的优点。阻抗Z如上述那样设为将电容器Cl、C2与线圈L1、L2串联连接的LC串联电路10、11，因此将LC串联电路10、11的共振频率设为例如要减少噪声的频率附近，并相对于要减少的目标频率而成为低阻抗，由此，相对于目标的频率而能够急剧地减少阻抗。由此,能够可靠地减少例如成为问题的AM广播频率带的无线电噪声。LC串联电路10、11构成为分别并联地插入连接到壳体2与PN线路7之间，相对于PN线路7这双方、即正极及负极这双方，分别并联地连接有相同电容的LC串联电路10、11，由此能够使阻抗特性在正极及负极这双方平衡。因此，能够以不会产生不平衡的方式可靠地减少目标频率带域的共态噪声。插入到壳体2与PN线路7之间的构成阻抗Z的LC串联电路如图3B所示设为LC串联电路12，该LC串联电路12构成为在PN线路7之间连接有将相同电容的2个电容器C3、C4串联连接的电路，并在该串联连接电路的中间点M与壳体2之间连接有线圈L3，由此，能够由2个电容器C3、C4和I个线圈L3构成LC串联电路12。因此，与将电容器C与线圈L的串联电路并联连接的结构相比，能够减少元件数量，实现进一步的结构的简化、低成本化。[第二实施方式]接下来，使用图7，说明本发明的第二实施方式。本实施方式相对于上述的第一实施方式，阻抗Z的插入连接方式不同。关于其他的点，由于与第一实施方式相同，因此省略说明。在本实施方式中，如图7所示，将插入连接到逆变器一体型电动压缩机I的壳体(框体)2与PN线路之间的阻抗2、即LC串联电路10、11 (12)装入到逆变器5的控制基板(逆变器基板)5A，该LC串联电路10、11 (12)将电容器C和线圈L串联连接而成。
S卩，在本实施方式中，由LC串联电路10、11 (12)构成的阻抗Z在PN端子13、14与接地端子15之间装入到逆变器5的控制基板5A上，该PN端子13、14在收容设置于壳体2的逆变器收容部4内的逆变器5的控制基板(逆变器基板)5A上设置，该接地端子15与壳体2连接。这样的话，根据本实施方式，由LC串联电路10、11 (12)构成的阻抗Z在向壳体2装入的逆变器5的控制基板5A侧的PN端子13、14和与壳体2连接的接地端子15之间，设置在控制基板5A上。因此，容易将用于减少电磁放射噪声的电路装入逆变器5，能够实现逆变器5自身的相对于壳体2的装入空间的省空间化。因此，能够提高逆变器一体型电动压缩机I的组装性，并且能够实现其小型轻量化，从而能够提高相对于车辆等的搭载性。本发明并未限定为上述实施方式的发明，在不脱离其要点的范围内，能够适当变形。例如，关于逆变器5的相对于电动压缩机I的壳体2的装入结构,考虑了各种样式,关于该样式并未特别限制。关于插入到壳体2与PN线路7之间的阻抗Z，说明了作为LC串联电路的例子，但并不一定限定于电容器C与线圈L的串联电路，也可以是由其他的要素构成的滤波电路。标号说明I逆变器一体型电动压缩机2壳体(框体)3 电动机5逆变器5A控制基板(逆变器基板)7PN 线路10、11、12LC 串联电路13U4PN 端子15接地端子C1、C2、C3、C4 电容器L1、L2、L3 线圈Z 阻抗
权利要求
1.一种逆变器一体型电动压缩机，向内置有压缩机构和驱动该压缩机构的电动机的壳体一体地装入对施加给所述电动机的电力进行控制的逆变器，其中， 在来自所述逆变器及所述电动机的高次谐波电流所流过的被框体接地的所述壳体与将来自电源的电力向所述逆变器供给的PN线路之间，分别插入连接相同电容的阻抗。
2.根据权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其中， 所述阻抗为将电容器C与线圈L串联连接而成的LC串联电路。
3.根据权利要求2所述的逆变器一体型电动压缩机，其中， 所述LC串联电路分别并联地插入连接到所述壳体与所述PN线路之间。
4.根据权利要求2或3所述的逆变器一体型电动压缩机，其中， 所述LC串联电路是如下所述的电路结构:在所述PN线路之间连接有将相同电容的2个电容器C串联连接而成的电路，并在该串联连接电路的中间点与所述壳体之间连接有线圈L。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的逆变器一体型电动压缩机，其中， 所述阻抗在装入到所述壳体内的逆变器基板侧的PN端子和与所述壳体连接的接地端子之间设置在所述逆变器基板上。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种逆变器一体型电动压缩机，其能够减小电磁放射噪声，并且还能够减少向外部漏出的量，进而减少从接地线向外部流动的量，而且能够实现噪声减少用电路的小型轻量化、低成本化。逆变器一体型电动压缩机(1)向内置有压缩机构和驱动该压缩机构的电动机(3)的壳体(2)一体地装入对施加给电动机(3)的电力进行控制的逆变器(5)，其中，在来自逆变器(5)及电动机(3)的高次谐波电流所流过的被框体接地的壳体(2)与将来自电源的电力向逆变器(5)供给的PN线路(7)之间，分别插入连接相同电容的阻抗(Z)。
文档编号H02M7/48GK103210572SQ20118004140
公开日2013年7月17日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年2月22日
发明者永坂圭史, 中野浩儿 申请人:三菱重工汽车空调系统株式会社