CN109155596A - 马达驱动装置 - Google Patents

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Abstract

马达驱动装置具备直流电源、逆变器、以及噪声滤波器。噪声滤波器具备：扼流线圈，其在共用的铁芯卷绕有第一绕组和第二绕组，并且第一绕组插入于正极母线；和两个电容器，它们在正极母线与负极母线之间串联连接。第二绕组的一端连接于三相马达的中性点，第二绕组的另一端连接于两个电容器之间的布线。

Description

马达驱动装置
技术领域
本发明涉及马达驱动装置。
背景技术
通常的逆变器具备噪声滤波器，并利用噪声滤波器抑制共模噪声以及常模噪声。此外，专利文献1所公开的逆变器装置利用整流器将交流电源的输出转换为直流电力，并利用逆变器电路将该直流电力转换为所希望的交流电力而供给至负载。此时，电流在负载的交流中性点与整流器的输出侧中性点之间流动。逆变器装置具备抵消电流产生单元，该抵消电流产生单元利用从交流电源的输出侧的交流中性点朝向接地点流动的电流，将在负载的交流中性点与整流器的输出侧中性点之间流动的电流抵消，从而减少以负载的交流中性点的电位变化为基础的漏泄电流。
专利文献1：专利第3644315号公报
在通常的噪声滤波器中，若增大滤波常数，则滤波器的效果提高。而增大滤波常数、提高滤波器的效果的情形与原本逆变器的主要目的亦即电力转换无关，导致逆变器装置的部件变多而招致大型化和成本提升。
此外，在专利文献1的逆变器装置中，需要检测电阻。另外，在该逆变器装置中，噪声降低效果较弱。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够以简单的结构实现噪声降低的马达驱动装置。
实现上述目的的一个方式提供具有星形连接的线圈的多相马达的马达驱动装置。马达驱动装置具备直流电源、逆变器、以及噪声滤波器。逆变器在连接于直流电源的正极母线和负极母线之间，针对每相具有上下的臂构成用的多个开关元件。逆变器构成为利用开关元件的开关动作，将来自直流电源的直流电力转换为交流电力。噪声滤波器构成为将从逆变器向直流电源传播的噪声降低。噪声滤波器具备扼流线圈、和两个电容器。扼流线圈具有卷绕于共用的铁芯的第一绕组以及第二绕组。第一绕组插入于正极母线。两个电容器在正极母线与负极母线之间串联连接。第二绕组的一端连接于多相马达的中性点，第二绕组的另一端连接于两个电容器之间的布线。
附图说明
图1的(a)是一实施方式中的马达驱动装置的结构图，图1的(b)是扼流线圈的简要结构图。
图2是其他例子的马达驱动装置的结构图。
图3是另一其他例子的马达驱动装置的结构图。
具体实施方式
以下，根据附图对将本发明具体化了的一实施方式进行说明。
如图1的(a)所示，作为车载设备的马达驱动装置10是用于驱动三相马达40的设备。马达驱动装置10具备直流电源20、逆变器30、以及噪声滤波器50。
作为多相马达的三相马达40具有星形连接的三个线圈41、42、43。直流电源20为车载电池。
逆变器30具有：构成U相用的上下的臂的开关元件Q1、Q2、构成V相用的上下的臂的开关元件Q3、Q4、以及构成W相用的上下的臂的开关元件Q5、Q6。正极母线Lp以及负极母线Ln连接于直流电源20。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，开关元件Q1、Q2、开关元件Q3、Q4、以及开关元件Q5、Q6串联连接。
开关元件Q1和开关元件Q2之间的布线与三相马达40的线圈41的一端连接。开关元件Q3和开关元件Q4之间的布线与三相马达40的线圈42的一端连接。开关元件Q5和开关元件Q6之间的布线与三相马达40的线圈43的一端连接。在开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6分别反向并联连接有二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6。
这样，逆变器30在连接于直流电源20的正极母线Lp与负极母线Ln之间，针对每相具有上下的臂构成用的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。而且，逆变器30利用开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关动作，将来自直流电源20的直流电力转换为交流电力，并向三相马达40供给交流电力，该三相马达40作为具有星形连接的线圈41、42、43的多相马达。
噪声滤波器50构成为将从逆变器30传播至直流电源20的噪声降低。
噪声滤波器50具备扼流线圈51。如图1的(b)所示，扼流线圈51具备铁芯52、第一绕组53、以及第二绕组54。第一绕组53和第二绕组54卷绕于共用的铁芯52。扼流线圈51的滤波常数也可以设定为较小的值。
如图1的(a)所示，扼流线圈51的第一绕组53插入于正极母线Lp。
噪声滤波器50具备电容器对55。电容器对55由在正极母线Lp与负极母线Ln之间串联连接的两个电容器56、57构成。
扼流线圈51的第二绕组54的一端、即第一端54a连接于三相马达40的中性点N。扼流线圈51的另一端、即第二端54b连接于电容器对55中的两个电容器56、57之间的中间点B。
在正极母线Lp与负极母线Ln之间，在电容器对55(两个电容器56、57)与扼流线圈51的第一绕组53之间设置有平滑电容器58。即，平滑电容器58连接于正极母线Lp和负极母线Ln，并且设置于电容器对55(两个电容器56、57)与直流电源20之间。即，平滑电容器58与正极母线Lp的连接点以及平滑电容器58与负极母线Ln的连接点位于电容器对55(两个电容器56、57)与直流电源20之间。
接下来，针对马达驱动装置10的作用进行说明。
随着逆变器30的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关动作，在逆变器30产生噪声。该噪声欲通过扼流线圈51的第一绕组53而从逆变器30朝向直流电源20传播。此时，随着逆变器30的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关动作，存在从三相马达40的中性点N通过扼流线圈51的第二绕组54而朝向地线流动的电流。
这样，在第二绕组54产生与噪声电流相同相位的漏电流，噪声电流由于该漏电流而在扼流线圈51流动时被消除。由此，欲从逆变器30传播至直流电源20的噪声降低。其结果是，能够抑制在逆变器30产生的噪声从逆变器30传播至直流电源20。
这样，马达40的中性点N连接于扼流线圈51的第二绕组54的一侧，且在第二绕组54的另一侧连接电容器对55的电容器56、57间的中间点B。由此，在逆变器30产生的噪声被关在马达驱动装置10的内部。换句话说，通过将马达40的中性点N连接至扼流线圈51，能够利用相同相位的漏电流来消除欲从逆变器30传播至直流电源20的噪声。这与逆变器30的开关噪声要在图1的(a)中如附图标记C示出的路径泄漏的情况相同，存在从马达40的中性点N泄漏至地线的电流D。噪声电流C与漏电流D因为由逆变器30的开关引起所以是相同相位，因而能够容易地消除噪声电流C。
这样，能够降低共模噪声以及常模噪声两方。另外，能够不增大滤波器的常数地抑制共模噪声以及常模噪声。
另外，在存在从电容器对55朝向直流电源20的噪声n1的情况下，噪声n1被平滑电容器58降低。
根据上述实施方式，能够得到如下效果。
(1)多相马达的马达驱动装置10具备噪声滤波器50。在噪声滤波器50中，第一绕组53和第二绕组54卷绕于共用的铁芯52。噪声滤波器50具备在正极母线Lp插入有第一绕组53的扼流线圈51、和在正极母线Lp与负极母线Ln之间串联连接的两个电容器56、57。第二绕组54的一端、即第一端54a连接于三相马达40的中性点N，第二绕组54的另一端、即第二端54b连接于两个电容器56、57的中间点B。
随着逆变器30的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关动作，在逆变器30产生噪声。该噪声欲通过扼流线圈51的第一绕组53而从逆变器30传播至直流电源20。此时，随着逆变器30的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的开关动作，存在从三相马达40的中性点N通过扼流线圈51的第二绕组54而朝向地线流动的电流。这样，在第二绕组54产生与噪声电流相同相位的漏电流，噪声电流由于该漏电流而在扼流线圈51流动时被消除。因此，欲从逆变器30传播至直流电源20的噪声降低。由此，能够抑制在逆变器30产生的噪声从逆变器30传播至直流电源20。其结果是，能够以简单的结构实现噪声降低。
(2)在正极母线Lp和负极母线Ln连接有平滑电容器58，平滑电容器58设置于两个电容器56、57与直流电源20之间。因此，能够利用平滑电容器58来降低从两个电容器56、57(电容器对55)朝向直流电源20的噪声n1。
实施方式并不限定于上述内容，例如也可以以如下方式具体化。
·在图1的(a)中，设置有连接于正极母线Lp和负极母线Ln、并且在两个电容器56、57(电容器对55)与直流电源20之间的平滑电容器58。除此之外，如图2所示，也可以设置有连接于正极母线Lp和负极母线Ln、并且在两个电容器56、57(电容器对55)与逆变器30之间的平滑电容器60。平滑电容器60与正极母线Lp的连接点以及平滑电容器60与负极母线Ln的连接点位于两个电容器56、57(电容器对55)与逆变器30之间。此时，能够利用平滑电容器60来降低从两个电容器56、57(电容器对55)朝向逆变器30的噪声n2。
或者，如图3所示，也可以设置连接于正极母线Lp和负极母线Ln的两个平滑电容器58、60。平滑电容器58设置于两个电容器56、57(电容器对55)与直流电源20之间。平滑电容器60设置于两个电容器56、57(电容器对55)与逆变器30之间。此时，能够利用平滑电容器58来降低从两个电容器56、57(电容器对55)朝向直流电源20的噪声n1，并且能够利用平滑电容器60来降低从两个电容器56、57(电容器对55)朝向逆变器30的噪声n2。
即，马达驱动装置10也可以在直流电源20与两个电容器56、57之间、或者两个电容器56、57与逆变器30之间具备连接于正极母线Lp和负极母线Ln的一个平滑电容器58。或者，马达驱动装置10也可以具备连接于正极母线Lp和负极母线Ln的两个平滑电容器58、60，且分别在直流电源20与两个电容器56、57之间、以及两个电容器56、57与逆变器30之间具备两个平滑电容器58、60。
·虽然采用三相马达40作为多相马达，但并不限定于此，马达(以及逆变器)的相数是任意的。对于马达而言，若具有中性点，则感应马达、同步马达等任意的形式都可以。

Claims (3)

1.一种马达驱动装置，其为具有星形连接的线圈的多相马达的马达驱动装置，其中，具备：
直流电源；
逆变器，其为一种逆变器，构成为在连接于所述直流电源的正极母线和负极母线之间，针对每相具有上下的臂构成用的多个开关元件，并利用所述开关元件的开关动作，将来自所述直流电源的直流电力转换为交流电力；以及
噪声滤波器，其构成为将从所述逆变器向所述直流电源传播的噪声降低，
所述噪声滤波器具备：
扼流线圈，其为具有卷绕于共用的铁芯的第一绕组以及第二绕组的扼流线圈，所述第一绕组插入于所述正极母线；和
两个电容器，它们在所述正极母线与所述负极母线之间串联连接，
所述第二绕组的一端连接于所述多相马达的中性点，所述第二绕组的另一端连接于所述两个电容器之间的布线。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
所述马达驱动装置还具备平滑电容器，其连接于所述正极母线和所述负极母线，
所述平滑电容器设置于所述直流电源与所述两个电容器之间、或者所述两个电容器与所述逆变器之间。
3.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
所述马达驱动装置还具备两个平滑电容器，它们连接于所述正极母线和所述负极母线，
所述两个平滑电容器分别设置于所述直流电源与所述两个电容器之间、以及所述两个电容器与所述逆变器之间。
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