電動機驅動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動機驅動裝置，該電動機驅動裝置對蓄電設備的充放電進行控制，從而從蓄電設備向電動機供電或者將電動機再生出的電能提供給蓄電設備。
【背景技術】
[0002]近年來，對汽油車的油耗改善的需求增強，作為實現油耗改善的技術，利用電能的汽車受到關注。尤其，將以下系統與現有汽油車相組合的混合動力汽車、能進一步從外部進行供電的插電式混合動力汽車等對環境友好的車輛正得到普及，在上述系統中，搭載有蓄電設備(鋰離子電池、鎳氫電池等)且在行駛時利用逆變器將蓄電設備所提供的直流電源轉換成交流電源并提供給行駛用交流電動機從而得到行駛用動力，相反，在減速時將施加于交流電動機的再生制動所生成的電能存儲到蓄電設備。
[0003]逆變器中，為了將直流轉換成交流，一般使用進行PffM(Pulse Width Modulat1n:脈沖寬度調制)控制的逆變器。所謂PWM控制是指，將載波(carrier)與指令值進行比較來生成PffM波形并驅動開關元件的方法。
[0004]近年來，在大功率用途中，開關元件使用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、場效應晶體管(MOSFET)等，以數kHz?數十kHz的開關頻率來進行開關動作，從而得到恒流波形的電流。然而，電流含有微小的變動或紋波，因此，流向電動機/發電機的電流中也會發生電流紋波，當該電流紋波較大的情況下，電動機/發電機內的鐵損耗、電磁噪聲等增大，電動機/發電機的效率下降。
[0005]因此，在對比文獻I中提出了無需不必要地增大逆變器的開關損失就能減小提供給電動機/發電機的電流紋波(電流脈動)，從而降低電動機/發電機中的鐵損耗和電磁噪聲的方案。
現有技術文獻專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2009-291019號公報(圖1?圖2)
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0007]在上述專利文獻I提出的技術方案中，根據從外部輸入的電壓指令值的大小來控制載波頻率，在電壓指令值較大的區域，將載波頻率設定為高，在電壓指令值較小的區域，將載波頻率設定為低。通過該內容，降低了電動機/發電機中的鐵損耗和電磁噪聲。然而，實際上有時無法得到充分的效果。
[0008]無法充分降低該鐵損耗和電磁噪聲的主要原因在于電動機/發電機的鐵芯材料所使用的鐵材料、電磁鋼板材料的特性。即，上述專利文獻I提出的方案是在電動機繞組的電感恒定的前提下進行的動作，但電動機/發電機的鐵芯材料所使用的鐵材料、電磁鋼板材料的導磁率具有頻率依賴性，該頻率依賴特性對電感產生較大影響。即便在極低頻率范圍(數Hz?數百Hz)中電感是足夠大的值，但在某一載波頻率范圍(數kHz?數十kHz)中，導磁率將大幅下降，電感也將大幅下降。其結果是發生如下問題，S卩，電流紋波變大、電動機/發電機的鐵損耗和電磁噪聲增大。
[0009]本發明是為了解決上述問題而完成的，目的在于在發動機或發電機等電動機中，提供如下電動機驅動裝置，通過在所使用的載波頻率范圍內確保足夠的電感，從而降低并控制鐵損耗和電磁噪聲。
[0010]另外，在本說明中，將發動機(motor)或發電機(generator)統稱為“電動機”。此夕卜，將“電動機驅動裝置”用作表示包含驅動對象即電動機、電源即蓄電設備以及蓄電設備與電動機間的連接裝置在內的整個系統的用語。因而，電動機表示具備發電和電動功能中的至少一種功能的設備，蓄電設備表示具備充電和放電功能中的至少一種功能的設備。
解決技術問題所采用的技術方案
[0011]本發明的電動機驅動裝置的特征在于，包括:蓄電設備、電動機、對在所述蓄電設備與所述電動機之間交換的電力進行轉換的逆變器裝置、以及在載波頻率范圍內能將電感的變動幅度維持在規定范圍內的電抗器，在所述逆變器裝置與所述電動機之間串聯連接所述電抗器，在所使用的載波頻率范圍內抑制電感的降低。
[0012]此外，所述電動機是三相交流電動機，其特征在于，與各相的輸入端子相連接的所述電抗器的鐵芯相親合。
發明效果
[0013]本發明的電動機驅動裝置中，在所使用的載波頻率范圍內能確保足夠的電感，從而能減小流向電動機的電流紋波，能降低電動機中的鐵損耗和電磁噪聲。
[0014]此外，與三相交流電動機的各相相連接的電抗器的鐵芯相耦合，從而能實現裝置的小型化。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的實施方式I的電動機驅動裝置的結構圖。
圖2是示意性地表示本發明的實施方式I的各結構要素的頻率-電感之間的關系的圖。
圖3是示意性地表示本發明的實施方式I的各IGBT的驅動信號與流向電動機的繞組的電流的圖。
圖4是本發明的實施方式2的電動機驅動裝置的結構圖。
圖5是本發明的實施方式3的電動機驅動裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0016]下面，基于附圖，對本發明的電動機的驅動裝置進行說明。
另夕卜，在各圖中，相同標號表不相同或相當的部分。
[0017]實施方式1.下面，基于附圖，對本發明的電動機驅動裝置進行說明。
圖1是本發明的實施方式I的電動機驅動裝置的結構圖，如圖所示，電動機驅動裝置200中，蓄電設備1、逆變器裝置100和電動機7串聯連接，在電動機7與逆變器裝置100之間串聯連接電抗器6a、6b、6c，該電抗器6a、6b、6c分別與電動機7的各相交流端子7a、7b、7c對應。
[0018]逆變器裝置100由平滑電容器2、IGBT3a?IGBT5b、二極管3c?二極管5d以及控制電路11構成，電動機驅動裝置200包括蓄電設備1、逆變器裝置100、電抗器6a?電抗器6c以及電動機7。
[0019]將鋰離子電池、鎳氫電池等用作為蓄電設備1，蓄電設備I與平滑電容器2并聯連接。
[0020]在逆變器裝置100中，IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)3a的發射極端子與IGBT3b的集電極端子相連接(下面，稱作IGBT3臂)，該連接點與電抗器6a的一端相連接。與此相同地，IGBT4a的發射極端子與IGBT4b的集電極端子相連接(下面，稱作IGBT4臂)，該連接點與電抗器6b的一端相連接，IGBT5a的發射極端子與IGBT5b的集電極端子相連接(下面，稱作IGBT5臂)，該連接點與電抗器6c的一端相連接。
[0021]IGBT3臂、IGBT4臂以及IGBT5臂與蓄電設備I分別并聯連接。
[0022]另外，在各IGBT3a?5b的發射極端子和集電極端子之間分別連接有二極管3c、3d、4c、4d、5c以及5d，使得電流從發射極端子流向集電極端子。電動機7的各相的交流端子7a、7b、7c分別與電抗器6a、6b、6c相連接。即，交流端子7a與電抗器6a的另一端相連接，交流端子7b與電抗器6b的另一端相連接，交流端子7c與電抗器6c的另一端相連接。另外，雖然省略了圖示，IGBT3a?IGBT5b的各柵極端子分別與控制電路11的驅動端子