DE102023106272A1

DE102023106272A1 - Motorbetriebener Verdichter

Info

Publication number: DE102023106272A1
Application number: DE102023106272.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fukasaku; Yoshiki Nagata; Takashi Kawashima; Shunsuke AMBO; Shun Ito
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2023-03-14
Publication date: 2023-09-21
Also published as: CN116780831A; US20230299648A1; JP2023137684A

Abstract

Eine Dämpfungseinheit weist einen Dämpfungsbiegeabschnitt auf, der die Form einer flachen Platte aufweist und von einem Dämpfungsseitenabschnitt aus gebogen ist. Der Dämpfungsbiegeabschnitt ist thermisch mit einer Wärmeableitungsoberfläche gekoppelt. Dies überträgt die Wärme, die durch die Dämpfungseinheit erzeugt wird, von dem Dämpfungsbiegeabschnitt, zusätzlich zu dem Dämpfungsseitenabschnitt, auf die Wärmeableitungsoberfläche eines Wechselrichterbehälters.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Die nachfolgende Beschreibung betrifft einen motorbetriebenen Verdichter.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein motorbetriebener Verdichter weist ein Gehäuse, eine Verdichtungseinheit, einen Elektromotor und eine Wechselrichtervorrichtung auf. Fluid wird in das Gehäuse gezogen. Die Verdichtungseinheit verdichtet das Fluid. Der Elektromotor treibt die Verdichtungseinheit an. Die Wechselrichtervorrichtung treibt den Elektromotor an. Die Wechselrichtervorrichtung weist eine Wechselrichterschaltung auf. Die Wechselrichterschaltung wandelt Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um. Die Wechselrichtervorrichtung weist eine Störungsreduktionseinheit auf. Die Störungsreduktionseinheit ist an einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung angeordnet. Die Störungsreduktionseinheit weist eine Gleichtaktdrosselspule und einen Glättungskondensator auf. Der Glättungskondensator bildet mit der Gleichtaktdrosselspule eine Tiefpassfilterschaltung. Die Störungsreduktionseinheit reduziert eine Gleichtaktstörung (common mode noise) und eine Gegentaktstörung (normal mode noise), die in der Gleichstromleistung enthalten sind, bevor die Gleichstromleistung in die Wechselrichterschaltung eingegeben wird. Weiterhin weist die Wechselrichtervorrichtung einen Wechselrichterbehälter (Wechselrichterkasten, Wechselrichtergehäuse) auf. Der Wechselrichterbehälter ist thermisch mit dem Gehäuse gekoppelt. In dem Wechselrichterbehälter sind die Wechselrichterschaltung und die Störungsreduktionseinheit untergebracht.
Die Gleichtaktdrosselspule weist einen Kern mit einer geschlossenen Form, eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung auf. Die erste Wicklung ist um den Kern gewickelt. Die zweite Wicklung ist um den Kern entgegengesetzt zu der zweiten Wicklung gewickelt. Die internationale Patentveröffentlichung WO 2017/ 170 819 A1 offenbart ein Beispiel für eine Wechselrichtervorrichtung, die weiterhin eine Dämpfungseinheit aufweist. Die Dämpfungseinheit bildet einen Magnetpfad, durch den ein durch die Gleichtaktdrosselspule erzeugter Streumagnetfluss fließt, um eine Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule zu erhöhen. Die Dämpfungseinheit ist durch einen ferromagnetischen Metallkörper gebildet. Die Dämpfungseinheit weist einen Dämpfungsseitenabschnitt auf. Der Dämpfungsseitenabschnitt deckt zumindest einen Teil einer Seitenoberfläche der Gleichtaktdrosselspule ab. Der Dämpfungsseitenabschnitt weist ein ablegendes Ende (distales Ende) auf, das thermisch mit einer Wärmeableitungsoberfläche des Wechselrichterbehälters oder des Gehäuses gekoppelt ist.
Der durch die Gleichtaktdrosselspule erzeugte Streumagnetfluss fließt durch die Dämpfungseinheit und erzeugt einen Wirbelstrom in der Dämpfungseinheit. Die Dämpfungseinheit wandelt den Wirbelstrom in Wärme um. Da die Dämpfungseinheit als ein Widerstand in Bezug auf den Streumagnetfluss agiert, erzielt die Dämpfungseinheit einen Dämpfungseffekt. Dies senkt die Resonanzspitze, die aus der Tiefpassfilterschaltung resultiert, ab. Die durch die Dämpfungseinheit erzeugte Wärme wird von dem Dämpfungsseitenabschnitt zu der Wärmeableitungsoberfläche übertragen. Dann leitet die Wärmableitungsoberfläche die durch die Dämpfungseinheit erzeugte Wärme ab.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wärmeableitung einer derartigen Dämpfungseinheit zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch einen motorbetriebenen Verdichter gelöst, wie er in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Zusammenfassung ist bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Die Zusammenfassung soll nicht Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, noch soll sie als eine Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Gemäß einer allgemeinen Ausgestaltung ist ein motorbetriebener Verdichter bereitgestellt. Der motorbetriebene Verdichter weist ein Gehäuse, in das ein Fluid gezogen wird, eine Verdichtungseinheit, die konfiguriert ist, das Fluid zu verdichten, einen Elektromotor, der konfiguriert ist, die Verdichtungseinheit anzutreiben, und eine Wechselrichtervorrichtung auf, die konfiguriert ist, den Elektromotor anzutreiben. Die Wechselrichtervorrichtung weist eine Wechselrichterschaltung, eine Störungsreduktionseinheit und einen Wechselrichterbehälter (Wechselrichterkasten, Wechselrichtergehäuse) auf. Die Wechselrichterschaltung ist konfiguriert, eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umzuwandeln. Die Störungsreduktionseinheit ist an einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung angeordnet und konfiguriert, eine Gleichtaktstörung und eine Gegentaktstörung, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, vor Eingabe der Gleichstromleistung in die Wechselrichterschaltung zu reduzieren. Der Wechselrichterbehälter ist thermisch mit dem Gehäuse gekoppelt und bringt die Wechselrichterschaltung und die Störungsreduktionseinheit unter. Die Störungsreduktionseinheit weist eine Gleichtaktdrosselspule und einen Glättungskondensator auf, der eine Tiefpassfilterschaltung mit der Gleichtaktdrosselspule bildet. Die Gleichtaktdrosselspule weist einen Kern mit einer geschlossenen Form, eine erste Wicklung, die um den Kern gewickelt ist, und eine zweite Wicklung auf, die um den Kern entgegengesetzt zu der ersten Wicklung gewickelt ist. Die Wechselrichtervorrichtung weist weiterhin eine Dämpfungseinheit auf, die einen Magnetpfad bildet, durch den ein Streumagnetfluss, der durch die Gleichtaktdrosselspule erzeugt wird, fließt, um eine Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule zu erhöhen. Die Dämpfungseinheit ist aus einem ferromagnetischen Metallkörper gebildet. Die Dämpfungseinheit weist einen Dämpfungsseitenabschnitt auf, der zumindest einen Teil einer Seitenoberfläche der Gleichtaktdrosselspule abdeckt. Der Dämpfungsseitenabschnitt ist thermisch mit einer Wärmeableitungsoberfläche des Wechselrichterbehälters oder des Gehäuses gekoppelt. Die Dämpfungseinheit weist einen Dämpfungsbiegungsabschnitt auf, der die Form einer flachen Platte aufweist und von dem Dämpfungsseitenabschnitt gebogen ist. Der Dämpfungsbiegeabschnitt ist thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche gekoppelt.
Andere Merkmale und Ausgestaltungen werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, der Zeichnungen und der Patentansprüche deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines motorbetriebenen Verdichters gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt ein Schaltbild, das die elektrische Konfiguration des motorbetriebenen Verdichters veranschaulicht.
3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die schematisch die Anordnung einer Störungsreduktionseinheit veranschaulicht.
4 zeigt eine Draufsicht einer Gleichtaktdrosselspule.
5 zeigt eine Draufsicht, die schematisch die Störungsreduktionseinheit und einen Teil eines Wechselrichterbehälters veranschaulicht.
6 zeigt ein Netz einer Dämpfungseinheit.
7 zeigt einen Graphen, der Frequenzkennlinien einer Tiefpassfilterschaltung in Bezug auf eine Gegentaktstörung veranschaulicht.
8 zeigt eine Draufsicht, die schematisch eine Störungsreduktionseinheit und einen Teil eines Wechselrichterbehälters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

In den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung sind durchgehend dieselben Bezugszeichen für dieselben Elemente verwendet. Die Zeichnungen müssen nicht maßstabsgetreu sein, und die relative Größe, Proportionen und Darstellung von Elementen in den Zeichnungen können zur Klarheit, Veranschaulichung und Erleichterung übertrieben sein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende Beschreibung stellt ein umfassendes Verständnis der Verfahren, Geräte und/oder Systeme bereit, die beschrieben sind. Modifikationen und Äquivalente der Methoden, Geräte und/oder Systeme, die beschrieben sind, sind für den Fachmann ersichtlich. Abfolgen von Vorgängen sind beispielhaft, und können geändert werden, wie es für den Fachmann ersichtlich ist, mit der Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer gewissen Reihenfolge auftreten. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die allgemein für den Fachmann bekannt sind, können wegfallen.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele können unterschiedliche Formen aufweisen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele begrenzt. Jedoch sind die beschriebenen Beispiele umfassend und vollständig, und vermitteln dem Fachmann den vollen Umfang der Offenbarung.
Nachstehend ist ein motorbetriebener Verdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben. Der motorbetriebene Verdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zur Verwendung beispielsweise mit einer Fahrzeugklimaanlage vorgesehen.
Fahrzeugklimaanlage 10
Wie es in 1 gezeigt ist, weist eine Fahrzeugklimaanlage 10 einen motorbetriebenen Verdichter 11 und einen externen Kühlmittelkreis 12 auf. Der externe Kühlmittelkreis 12 führt ein Kühlmittel, das ein Fluid ist, dem motorbetriebenen Verdichter 11 zu. Der externe Kühlmittelkreis weist beispielsweise einen Wärmetauscher und ein Expansionsventil auf. Die Fahrzeugklimaanlage 10 kühlt oder wärmt den Fahrgastraum durch Verdichten des Kühlmittels mit dem motorbetriebenen Verdichter 11 und Durchführen eines Wärmetauschs und einer Expansion an dem Kühlmittel mit dem externen Kühlmittelkreis 12.
Die Fahrzeugklimaanlage 10 weist eine elektronische Klimaanlagensteuerungseinheit (Klimaanlagen-ECU) 13 auf. Die Klimaanlagen-ECU 13 steuert die gesamte Fahrzeugklimaanlage 10. Die Klimaanlagen-ECU 13 ist konfiguriert, die Temperatur des Fahrgastraums, die Solltemperatur des Fahrgastraums und dergleichen zu beschaffen. Auf der Grundlage von Parametern wie der Temperatur des Fahrgastraums und der Solltemperatur des Fahrgastraums sendet die Klimaanlagen-ECU 13 Anweisungen wie eine EIN-AUS-Anweisung zu dem motorbetriebenen Verdichter 11.
Anordnung des motobetriebenen Verdichters 11
Der motorbetriebene Verdichter 11 weist ein Gehäuse 14 auf. Das Gehäuse 14 ist beispielsweise aus einem wärmeleitenden Metallmaterial wie Aluminium gebildet. Das Gehäuse 14 ist über den Körper des Fahrzeugs mit Masse verbunden.
Das Gehäuse 14 weist ein Ansauggehäuse 15 und ein Ausstoßgehäuse 16 auf. Das Ansauggehäuse 15 ist mit dem Ausstoßgehäuse 16 gekoppelt. Das Ansauggehäuse 15 weist eine flache Endwand 15a und eine zylindrische Umlaufswand (umlaufende Wand) 15b auf. Die Umlaufswand 15b erstreckt sich von einem Umlaufsabschnitt (umlaufenden Abschnitt) der Endwand 15a. Das Ausstoßgehäuse 16, das mit dem Ansauggehäuse 15 gekoppelt ist, schließt die Öffnung des Ansauggehäuses 15. Dies bildet einen Hohlraum in dem Gehäuse 14.
Das Gehäuse 14 weist einen Ansauganschluss 14a auf. Das Kühlmittel wird aus dem externen Kühlmittelkreis 12 in den Ansauganschluss 14a gezogen. Somit wird das Kühlmittel in das Gehäuse 14 gezogen. Der Ansauganschluss 14a ist in der Umlaufswand 15b des Ansauggehäuses 15 gebildet. Insbesondere ist der Ansauganschluss 15a in der Umlaufswand 15b des Ansauggehäuses 15 an einem Abschnitt gebildet, der näher an der Endwand 15a als an dem Ausstoßgehäuse 16 ist. Das Gehäuse 14 weist einen Ausstoßanschluss 14b auf. Das Kühlmittel wird aus dem Ausstoßanschluss 14b zu dem externen Kühlmittelkreis 12 ausgestoßen. Der Ausstoßanschluss 14b ist in dem Ausstoßgehäuse 16 gebildet.
Der motorbetriebene Verdichter 11 weist eine Drehwelle 17, eine Verdichtungseinheit 18 und einen Elektromotor 19 auf. In dem Gehäuse 14 sind die Drehwelle 17, die Verdichtungseinheit 18 und der Elektromotor 19 untergebracht. Die Drehwelle 17 wird durch das Gehäuse 14 gestützt und ist in Bezug auf das Gehäuse 14 drehbar. Die Drehwelle 12 ist in dem Gehäuse 14 derart angeordnet, dass eine axiale Richtung der Drehwelle 17 mit einer axialen Richtung der Umlaufswand 15b übereinstimmt.
Die Verdichtungseinheit 18 ist in dem Ansauggehäuse 15 untergebracht. Die Verdichtungseinheit 18 ist beispielsweise von einer Schneckenbauart und weist eine fixierte (feste) Schnecke (die nicht gezeigt ist), die in dem Ansauggehäuse 15 fixiert ist, und eine umlaufende Schnecke (die nicht gezeigt ist) auf, die entgegengesetzt zu der fixierten Schnecke angeordnet ist. Die Verdichtungseinheit 18 ist in dem Ansauggehäuse 15 an einer Position angeordnet, die näher an dem Ausstoßanschluss 14b als an dem Ansauganschluss 14a ist. Die Verdichtungseinheit 18 ist mit der Drehwelle 17 gekoppelt. Eine Drehung der Drehwelle 17 treibt die Verdichtungseinheit 18 an und verdichtet das Kühlmittel.
Der Elektromotor 19 ist in dem Ansauggehäuse 15 untergebracht. Der Elektromotor 19 ist zwischen der Verdichtungseinheit 18 und der Endwand 15a in dem Ansauggehäuse 15 angeordnet. Der Elektromotor 19 weist einen Rotor 20 und einen Stator 21 auf. Der Stator 21 weist einen zylindrischen Statorkern 22, eine U-Phasen-Spule 23u, eine V-Phasen-Spule 23v und eine W-Phasen-Spule 23w auf.
Die U-Phasen-Spule 23u, die V-Phasen-Spule 23v und die W-Phasen-Spule 23w sind um den Statorkern 22 gewickelt. Beispielsweise bilden die U-Phasen-Spule 23u, die V-Phasen-Spule 23v und die W-Phasen-Spule 23w eine Sternschaltung (Y-Verbindung). Die U-Phasen-Spule 23u, die V-Phasen-Spule 23v und die W-Phasen-Spule 23w müssen nicht eine Sternschaltung bilden, und können beispielsweise eine Dreieckschaltung (Dreieckverbindung, Deltaverbindung) bilden.
Der Rotor 20 ist zylindrisch. Der Rotor 20 ist an die Drehwelle 17 fixiert. Somit ist die Drehwelle 17 konfiguriert, einstückig mit dem Rotor 20 zu drehen. Der Stator 21 ist an die Umlaufswand 15b des Ansauggehäuses 15 fixiert. Der Rotor 20 und der Stator 21 sind einander in einer radialen Richtung der Drehwelle 17 entgegengesetzt.
Der Rotor 20 dreht sich, wenn die U-Phasen-Spule 23u, die V-Phasen-Spule 23v und die W-Phasen-Spule 23w in einem vorbestimmten Muster gespeist werden. Die Drehung des Rotors 20 dreht die Drehwelle 17. Dies treibt die Verdichtungseinheit 18 an. Daher treibt der Elektromotor 19 die Verdichtungseinheit 18 an. Weiterhin wird das Kühlmittel, das durch den externen Kühlmittelkreis 12 fließt, in das Gehäuse 14 durch den Ansauganschluss 14a hereingezogen. Die Verdichtungseinheit 18 verdichtet das Kühlmittel, das in das Gehäuse 14 hereingezogen worden ist. Das verdichtete Kühlmittel wird aus dem Ausstoßanschluss 14b zu dem externen Kühlmittelkreis 12 ausgestoßen.
Der motorbetriebene Verdichter 11 weist eine Wechselrichtervorrichtung 30 auf. Die Wechselrichtervorrichtung 30 treibt den Elektromotor 19 an. Die Wechselrichtervorrichtung 30 weist einen Wechselrichterbehälter (Wechselrichterkasten, Wechselrichtergehäuse) 31 auf. Der Wechselrichterbehälter 31 ist beispielsweise aus einem Metallmaterial wie Aluminium gebildet.
Der Wechselrichterbehälter 31 weist eine Basis 32 und eine Abdeckung 33 auf. Die Basis 32 weist die Form einer Platte auf. Die Basis 32 ist in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 mit einem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel (das nicht gezeigt ist). Dies koppelt thermisch den Wechselrichterbehälter 31 mit dem Gehäuse 14. Die Abdeckung 33 weist eine flache Endwand 33a und eine zylindrische Umlaufswand (umlaufende Wand) 33b auf. Die Abdeckung 33 ist mit der Basis 32 derart gekoppelt, dass das offene Ende der Umlaufswand 33b gegen die Basis 32 anstößt. Die Basis 32 und die Abdeckung 33 bilden eine Wechselrichterunterbringungskammer S1. Daher weist das Wechselrichtergehäuse 31 die Wechselrichterunterbringungskammer S1 auf. Die Basis 32 und die Abdeckung 33 sind mit dem Ansauggehäuse 15 durch Bolzen B1 befestigt. Dies befestigt die Wechselrichtervorrichtung 30 an das Gehäuse 14.
Der motorbetriebene Verdichter 11 weist einen Verbinder 27 auf. Der Verbinder 27 ist elektrisch mit einer Leistungsspeichervorrichtung 28 verbunden, die in dem Fahrzeug installiert ist. Der Verbinder 27 ist an dem Wechselrichterbehälter 31 angeordnet. Der Verbinder 27 springt von der Endwand 33a der Abdeckung 33 vor. Die Leistungsspeichervorrichtung 28 dient als eine Leistungsversorgung und führt elektrische Leistung den fahrzeugeigenen Vorrichtungen zu. Die Leistungsspeichervorrichtung 28 ist eine Gleichstromleistungsversorgung. Die Leistungsspeichervorrichtung 28 ist beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie oder ein Kondensator.
Die Wechselrichtervorrichtung 30 weist eine Leiterplatte (Schaltungsplatine) 34 auf. Die Leiterplatte 34 ist in der Wechselrichterunterbringungskammer S1 untergebracht. Die Leiterplatte 34 ist entgegengesetzt zu der Endwand 15a angeordnet und von der Endwand 15a um eine vorbestimmte Distanz in der axialen Richtung der Drehwelle 17 beabstandet. Die Leiterplatte 34 ist in der Wechselrichterunterbringungskammer S1 derart untergebracht, dass eine Dickenrichtung der Leiterplatte 34 mit der axialen Richtung der Drehwelle 17 übereinstimmt.
Die Wechselrichtervorrichtung 30 weist eine Wechselrichterschaltung 35 und eine Störungsreduktionseinheit 36 auf. Die Wechselrichterschaltung 35 wandelt Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um. Die Störungsreduktionseinheit 36 ist an einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung 35 angeordnet. Die Störungsreduktionseinheit 36 reduziert eine Gleichtaktstörung und eine Gegentaktstörung (normal mode noise), die in einer Gleichstromleistung enthalten sind, bevor die Gleichstromleistung in die Wechselrichterschaltung 35 eingegeben wird. Die Wechselrichterschaltung 35 eingegeben wird. Die Wechselrichterschaltung 35 und die Störungsreduktionseinheit 36 sind auf der Leiterplatte 34 montiert. Daher sind in dem Wechselrichterbehälter 31 die Wechselrichterschaltung 35 und die Störungsreduktionseinheit 36 untergebracht.
Wechselrichterschaltung 35
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Wechselrichterschaltung 35 zwei Verbindungsleitungen EL1 und EL2 auf. Die Wechselrichterschaltung 35 weist U-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 auf, die der U-Phasen-Spule 23u entsprechen. Die Wechselrichterschaltung 35 weist V-Phasen-Schaltelemente Qv1 und Qv2 auf, die der V-Phasen-Spule 23v entsprechen. Die Wechselrichterschaltung 35 weist W-Phasen-Schaltelemente Qw1 und Qw2 auf, die der W-Phasen-Spule 23w entsprechen. Jedes der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 ist beispielsweise ein Leistungsschaltelement wie ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Die Schaltelemente Qu1, Qu2, Qvl, Qv2, Qw1 und Qw2 weisen jeweils Freilaufdioden (Körperdioden) Du1, Du2, Dv1, Dv2, Dw1 und Dw2 auf.
Die U-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 sind in Reihe zueinander geschaltet. Ein Abschnitt zwischen den U-Phasen-Schaltelementen Qu1 und Qu2 ist mit der U-Phasen-Spule 23u verbunden. Der Reihenschaltungskörper der U-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 ist elektrisch mit den beiden Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden.
Die V-Phasen-Schaltelemente Qv1 und Qv2 sind miteinander in Reihe geschaltet. Ein Abschnitt zwischen den V-Phasen-Schaltelementen Qv1 und Qv2 ist mit der V-Phasen-Spule 23v verbunden. Der Reihenschaltungskörper der V-Phasen-Schaltelemente Qv1 und Qv2 ist elektrisch mit beiden Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden.
Die W-Phasen-Schaltelemente Qw1 und Qw2 sind miteinander in Reihe geschaltet. Ein Abschnitt zwischen den W-Phasen-Schaltelementen Qw1 und Qw2 ist mit der W-Phasen-Spule 23w verbunden. Der Reihenschaltungskörper der W-Phasen-Schaltelemente Qw1 und Qw2 ist elektrisch mit beiden Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden.
Die Wechselrichtervorrichtung 30 weist eine Steuerungseinrichtung 37 auf. Die Steuerungseinrichtung 37 steuert Schaltvorgänge der Schaltelemente Qu1 bis Qw2. Die Steuerungseinrichtung 37 kann beispielsweise durch eine oder mehrere spezielle Hardware-Schaltungen und/oder einen oder mehrere Prozessoren (Steuerungsschaltungen) die mittels eines Computerprogramms (Software) laufen, verwirklicht sein. Der Prozessor weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher wie einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einen Nur-Lese-Speicher (ROM) auf. Der Speicher speichert beispielsweise Programmcodes oder Befehle, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass der Prozessor verschiedene Prozesse ausführt. Der Speicher, der ein computerlesbares Medium ist, kann irgendein verfügbares Medium sein, auf das durch einen allgemeinen oder speziellen Computer zugegriffen werden kann.
Die Steuerungseinrichtung 37 ist elektrisch mit der Klimaanlagen-ECU 13 durch den Verbinder 27 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 37 schaltet die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 auf der Grundlage von Anweisungen aus der Klimaanlagen-ECU 13 zyklisch ein und aus. Insbesondere führt die Steuerungseinrichtung 37 eine Pulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) an den Schaltelementen Qu1 bis Qw2 auf der Grundlage von Anweisungen aus der Klimaanlagen-ECU 13 aus. Genauer erzeugt die Steuerungseinrichtung 37 ein Steuerungssignal unter Verwendung eines Trägersignals (Trägerwellensignals) und eines Anweisungsspannungssignals (Vergleichssubjektsignal). Dann verwendet die Steuerungseinrichtung 37 das erzeugte Steuerungssignal zur Ausführung einer EIN-/AUS-Steuerung an den Schaltelementen Qu1 bis Qw2. Dies wandelt Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um.
Störungsreduktionseinheit 36
Die Störungsreduktionseinheit 36 weist eine Gleichtaktdrosselspule 38 und einen Glättungskondensator 39 auf. Der Glättungskondensator 39 bildet eine Tiefpassfilterschaltung 40 mit der Gleichtaktdrosselspule 38. Die Tiefpassfilterschaltung 40 ist auf den Verbindungsleitungen EL1 und EL2 angeordnet. Die Tiefpassfilterschaltung 40 ist zwischen dem Verbinder 37 und der Wechselrichterschaltung 35 angeordnet. Die Gleichtaktdrosselspule 38 ist auf beiden der Verbindungsleitungen EL1 und EL2 angeordnet.
Der Glättungskondensator 39 ist näher an der Wechselrichterschaltung 35 als die Gleichtaktdrosselspule 38 angeordnet. Der Glättungskondensator 39 ist ein X-Kondensator, der parallel zu der Wechselrichterschaltung 35 geschaltet ist. Der Glättungskondensator 39 ist elektrisch mit den zwei Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden. Die Gleichtaktdrosselspule 38 und der Glättungskondensator 39 bilden eine LC-Resonanzschaltung. Somit ist die Tiefpassfilterschaltung 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine LC-Resonanzschaltung, die die Gleichtaktdrosselspule 38 aufweist.
Die Störungsreduktionseinheit 36 weist zwei Y-Kondensatoren 41 auf. Die zwei Y-Kondensatoren 41 sind in Reihe miteinander geschaltet. Ein Abschnitt zwischen den zwei Y-Kondensatoren 41 ist durch den Körper des Fahrzeugs über den Wechselrichterbehälter 31 und das Gehäuse 14 mit Masse verbunden. Die zwei Y-Kondensatoren 41 sind näher an der Wechselrichterschaltung 35 als an der Gleichtaktdrosselspule 38 angeordnet. Die zwei Y-Kondensatoren 41 sind parallel zu der Gleichtaktdrosselspule 38 geschaltet. Die zwei Y-Kondensatoren 41 sind parallel zu dem Glättungskondensator 39 geschaltet. Die zwei Y-Kondensatoren 41 sind zwischen der Gleichtaktdrosselspule 38 und dem Glättungskondensator 39 angeordnet.
Die Gleichtaktdrosselspule 38 blockiert die Übertragung einer Hochfrequenzstörung, die auf der Fahrzeugseite erzeugt wird, zu der Wechselrichterschaltung 35 des motorbetriebenen Verdichters 11. Die Gleichtaktdrosselspule 38 verwendet eine Streuinduktivität als normale Induktivität (Gegentaktinduktivität). Daher wird die Gleichtaktdrosselspule 38 als das L-Element der Tiefpassfilterschaltung (LC-Filter) 40 verwendet, und entfernt eine Gegentaktstörung (Differentialmodenstörung (differential mode noise)). Anders ausgedrückt ist die Gleichtaktdrosselspule 38 bei einer Gleichtaktstörung und einer Gegentaktstörung (Differentialmodenstörung) anwendbar). Demenentsprechend verwendet der motorbetriebene Verdichter 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gleichtaktdrosselspule 38, die für die zwei Moden von Störungen anwendbar ist, anstelle, dass eine Gleichtaktdrosselspule und eine Gegentakt- (Differentialmodus-) Drosselspule verwendet werden.
Gleichtaktdrosselspule 38
Wie es in 3 und 4 gezeigt ist, weist die Gleichtaktdrosselspule 38 einen Kern 50, eine erste Wicklung 51 und eine zweite Wicklung 52 auf. Der Kern 50 weist eine geschlossene Form auf. Der Kern 50 ist durch einen ferromagnetischen Körper gebildet. Der Kern 50 ist beispielsweise durch einen Ferritkern gebildet. Der Kern 50 weist einen ersten Kernabschnitt 53, einen zweiten Kernabschnitt 54, einen ersten Verbindungsabschnitt 55 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 56 auf.
Wie es in 4 gezeigt ist, erstrecken sich der erste Kernabschnitt 53 und der zweite Kernabschnitt 54 linear. Der erste Kernabschnitt 53 und der zweite Kernabschnitt 54 weisen beispielsweise die Form eines viereckigen Pfostens auf. Der erste Kernabschnitt 53 und der zweite Kernabschnitt 54 erstrecken sich parallel zueinander. Somit sind der erste Kernabschnitt 53 und der zweite Kernabschnitt 54 derart angeordnet, dass eine axiale Richtung des ersten Kernabschnitts 53 mit einer axialen Richtung des zweiten Kernabschnitts 54 übereinstimmt. Der erste Kernabschnitt 53 und der zweite Kernabschnitt 54 sind voneinander getrennt und liegen einander gegenüber. Die erste Wicklung 51 ist um den ersten Kernabschnitt 53 gewickelt. Die zweite Wicklung 52 ist um den zweiten Kernabschnitt 54 gewickelt. Daher sind die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 um den Kern 50 gewickelt. Die zweite Wicklung 52 liegt der ersten Wicklung 51 gegenüber.
Der erste Verbindungsabschnitt 55 weist beispielsweise die Form eines viereckigen Pfostens auf. Der erste Verbindungsabschnitt 55 verbindet ein erstes Ende des ersten Kernabschnitts 53 und ein erstes Ende des zweiten Kernabschnitts 54. Der zweite Verbindungsabschnitt 56 weist beispielsweise die Form eines viereckigen Pfostens auf. Der zweite Verbindungsabschnitt 56 verbindet ein zweites Ende des ersten Kernabschnitts 53 und ein zweites Ende des zweiten Kernabschnitts 54. Teile der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 sind um den ersten Verbindungsabschnitt 55 und den zweiten Verbindungsabschnitt 56 gewickelt.
Der erste Verbindungsabschnitt 55 weist freiliegende Teile auf, die frei von der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 sind. Die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52, die um den ersten Verbindungsabschnitt 55 gewickelt sind, legen das Meiste der Oberfläche des ersten Verbindungsabschnitts 55 frei. Somit ist der erste Verbindungsabschnitt 55 ein freiliegender Abschnitt, an dem die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 nicht gewickelt sind, und die Oberfläche des Kerns 50 liegt frei.
Der zweite Verbindungsabschnitt 56 weist freiliegende Teile auf, die frei von der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 sind. Die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52, die um den zweiten Verbindungsabschnitt 56 gewickelt sind, legen das Meiste der Oberfläche des zweiten Verbindungsabschnitts 56 frei. Somit ist der zweite Verbindungsabschnitt 56 ein freigelegter Abschnitt, an dem die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 nicht gewickelt sind, und ist die Oberfläche des Kerns 50 freigelegt.
Ein (nicht gezeigtes Harzelement) ist zwischen dem Kern 50 und der ersten Wicklung 51 und zwischen dem Kern 50 und der zweiten Wicklung 52 angeordnet. Das Harzelement gewährleistet eine Isolierung zwischen dem Kern 50 und der ersten Wicklung 51 und zwischen dem Kern 50 und der zweiten Wicklung 52.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Gleichtaktdrosselspule 38 zwischen der Leiterplatte 34 und der Basis 32 angeordnet. Die Gleichtaktdrosselspule 38 ist derart orientiert, dass die axiale Richtung des ersten Kernabschnitts 53 und die axiale Richtung des zweiten Kernabschnitts 54 orthogonal zu der Richtung sind, in der die Leiterplatte 34 und die Basis 32 einander gegenüberliegen.
Die Gleichtaktdrosselspule 38 ist auf der Basis 32 mit einem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel (das nicht gezeigt ist) angeordnet, so dass die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 auf der Oberfläche der Basis 32 angeordnet sind, die der Wechselrichterunterbringungskammer S1 zugewandt ist. Die Wärme, die durch die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 erzeugt wird, wird zu der Oberfläche der Basis 32, die der Wechselrichterunterbringungskammer S1 zugewandt ist, übertragen. Somit dient die Oberfläche der Basis 32, die der Wechselrichterunterbringungskammer S1 zugewandt ist, als eine Wärmeableitungsoberfläche 31a. Der Kern 50 ist von der Wärmeableitungsoberfläche 31a der Basis 32 beabstandet.
Ein Führungsabschnitt 57 erstreckt sich von jeder der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52, die um den ersten Verbindungsabschnitt 55 gewickelt sind. Weiter erstreckt sich ein Führungsabschnitt 38 von jeder der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52, die um den zweiten Verbindungsabschnitt 56 gewickelt sind. Die Führungsabschnitte 57 und 58 sind durch Öffnungen 34h in der Leiterplatte 34 eingesetzt und sind beispielsweise an die Leiterplatte 34 gelötet. Dies verbindet die Gleichtaktdrosselspule 38 elektrisch mit der Leiterplatte 34.
Der Kern 50 weist eine erste Oberfläche 50a auf, die der Leiterplatte 34 zugewandt ist. Weiterhin weist der Kern 50 eine zweite Oberfläche 50b auf, die der Basis 32 zugewandt ist. Der Kern 50 weist eine Seitenoberfläche 50c auf, die die erste Oberfläche 50a und die zweite Oberfläche 50b verbindet und den äußeren Umriss des Kerns 50 definiert. Die Seitenoberfläche 50c des Kerns 50 entspricht der Seitenoberfläche der Gleichtaktdrosselspule 38.
Dämpfungseinheit 60
Wie es in 5 gezeigt ist, weißt die Wechselrichtervorrichtung 30 weiterhin eine Dämpfungseinheit 60 auf. Die Dämpfungseinheit 60 bildet einen Magnetpfad, durch den ein durch die Gleichtaktdrosselspule 38 erzeugter Streumagnetfluss fließt, um die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 38 zu erhöhen. Die Dämpfungseinheit 60 ist durch einen ferromagnetischen Metallkörper gebildet. Die Dämpfungseinheit 60 weist eine relative magnetische Permeabilität auf, die beispielsweise auf größer als „3“ eingestellt ist. Die Dämpfungseinheit 60 ist beispielsweise aus Eisen gebildet.
Wie es in 3 und 5 gezeigt ist, weist die Dämpfungseinheit 60 einen Dämpfungsseitenabschnitt 61 und einen Dämpfungsbiegeabschnitt (gebogenen Dämpfungsabschnitt) 62 auf. Der Dämpfungsseitenabschnitt 61 weist die Form eines Rahmens auf. Der Dämpfungsseitenabschnitt 61 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Form eines viereckigen Rahmens auf. Der Dämpfungsseitenabschnitt 61 weist eine erste Wand 61a, eine zweite Wand 61b, eine dritte Wand 61c und eine vierte Wand 61d auf. Die ersten bis vierten Wände 61a bis 61d weisen jeweils die Form einer flachen Platte auf. Die ersten bis vierten Wände 61a bis 61d weisen jeweils die Form einer verlängerten Platte auf.
Wie es in 3 gezeigt ist, weisen die ersten bis vierten Wände 61a bis 61d dieselbe Länge in einer Breitenrichtung auf. Die ersten bis vierten Wände 61a bis 61d weisen jeweils ein erstes Ende in der Seitenrichtung auf, das sich auf derselben Ebene befindet. Die ersten bis vierten Wände 61a bis 61d weisen jeweils ein zweites Ende in der Breitenrichtung auf, das sich auf derselben Ebene befindet. Die ersten Enden der ersten bis vierten Wände 61a bis 61d in der Breitenrichtung definieren ein abgelegenes Ende (distales Ende) 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61.
Die Länge in Längsrichtung der ersten Wand 61a ist dieselbe wie die Länge in Längsrichtung der zweiten Wand 61b. Die Länge in Längsrichtung der dritten Wand 61c ist etwas größer als die Länge in Längsrichtung der vierten Wand 61d. Die Länge in Längsrichtung der ersten Wand 61a und die Länge in Längsrichtung der zweiten Wand 61b sind größer als die Länge in Längsrichtung der dritten Wand 61c.
Die erste Wand 61a ist parallel zu der zweiten Wand 61b. Die Dickenrichtung der ersten Wand 61a stimmt mit der Dickenrichtung der zweiten Wand 61b überein. Die dritte Wand 61c ist parallel zu der vierten Wand 61d. Die Dickenrichtung der dritten Wand 61c stimmt mit der Dickenrichtung der vierten Wand 61d überein. Ein erstes Ende der dritten Wand 61c in der Längsrichtung ist mit einem ersten Ende der ersten Wand 61a in der Längsrichtung verbunden. Ein zweites Ende der dritten Wand 61c in der Längsrichtung ist mit einem ersten Ende der zweiten Wand 61b in der Längsrichtung verbunden. Somit verbindet die dritte Wand 61c das erste Ende der ersten Wand 61a in der Längsrichtung und das erste Ende der zweiten Wand 61b in der Längsrichtung. Ein erstes Ende der vierten Wand 61d in der Längsrichtung ist mit einem zweiten Ende der ersten Wand 61a in der Längsrichtung verbunden. Ein zweites Ende der vierten Wand 61d in der Längsrichtung liegt einem zweiten Ende der zweiten Wand 61b in der Längsrichtung mit einem kleinen Spalt 61c gegenüber, der sich dazwischen erstreckt.
Wie es in 5 gezeigt ist, deckt der Dämpfungsseitenabschnitt 61 die Seitenoberfläche 50c des Kerns 50 ab. Die erste Wand 61 erstreckt sich entlang der Seitenoberfläche des ersten Kernabschnitts 53. Die zweite Wand 61b erstreckt sich entlang der Seitenoberfläche des zweiten Kernabschnitts 54. Die dritte Wand 61c erstreckt sich entlang der Seitenoberfläche des ersten Verbindungsabschnitts 55. Die vierte Wand 61d erstreckt sich entlang der Seitenoberfläche des zweiten Verbindungsabschnitts 56. Auf diese Weise deckt der Dämpfungsseitenabschnitt 61 die Seitenoberfläche der Gleichtaktdrosselspule 38 ab.
Wie es in 3 und 5 gezeigt ist, ist die Dämpfungseinheit 60 an die Basis 32 derart fixiert, dass das distale Ende (abgelegene Ende) 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 in Kontakt mit der Wärmeableitungsoberfläche 31a der Basis 32 mit einem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel (das nicht gezeigt ist) ist. Dies koppelt thermisch den Dämpfungsseitenabschnitt 61 mit der Wärmeableitungsoberfläche 31 des Wechselrichterbehälters 31.
Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ist von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 aus gebogen. Insbesondere ist der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 an dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 gebogen. Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 weist die Form einer flachen Platte auf. Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 weist die Form einer verlängerten Platte auf. Die Dämpfungseinheit 60 weist zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 auf. Einer der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 ist von dem ersten Ende der dritten Wand 61c in der Breitenrichtung zu der vierten Wand 61d hin gebogen. Der andere der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 ist von dem ersten Ende der vierten Wand 61d in der Breitenrichtung zu der dritten Wand 61c hin gebogen. Die Längsrichtung der Dämpfungsbiegeabschnitte 62 stimmt mit der Längsrichtung der dritten Wand 61c und der vierten Wand 61d überein. Die Dämpfungsbiegeabschnitte 62 sind etwas kürzer als die vierte Wand 61d in der Längsrichtung.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 an dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 zu der Gleichtaktdrosselspule 38 hin gebogen. Einer der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 befindet sich zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 55 und der Wärmeableitungsoberfläche 31a. Der andere der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 befindet sich zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt 56 und der Wärmeableitungsoberfläche 31a. Somit ist jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 zwischen dem freigelegten Abschnitt und der Wärmeableitungsoberfläche angeordnet. Außerdem ist jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche 31a verbunden. Daher weist die Dämpfungseinheit 60 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dämpfungsbiegeabschnitte 62 auf, die die Form einer flachen Platte aufweisen und von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 aus gebogen sind. Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ist thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche 38a gekoppelt. Jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ist in flächigem Kontakt mit der Wärmeableitungsoberfläche 38a mit einem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel (das nicht gezeigt ist).
Wie es in 6 gezeigt ist, wird die Dämpfungseinheit 60 durch Falten einer bandförmigen Platte gebildet. Die erste Wand 61a wird auf einer ersten Faltungslinie K1 in Bezug auf die dritte Wand 61c gefaltet. Die zweite Wand 61b wird auf einer zweiten Faltungslinie K2 in Bezug auf die dritte Wand 61c gefaltet. Die vierte Wand 61d wird auf einer dritten Faltungslinie K3 in Bezug auf die erste Wand 61a gefaltet. Einer der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 wird auf einer vierten Faltungslinie K4 in Bezug auf die dritte Wand 61c gefaltet. Der andere der zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 wird auf einer fünften Faltungslinie K5 in Bezug auf die vierte Wand 61d gefaltet.
Betrieb gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist der Betrieb gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
7 zeigt einen Graphen, der Frequenzkennlinien (Frequenzeigenschaften) der Tiefpassfilterschaltung 40 in Bezug auf die Gegentaktstörung, die in die Tiefpassfilterschaltung 40 fließt, veranschaulicht. Die in 7 gezeigte durchgezogene Linie gibt die Frequenzlinie an, wenn die Dämpfungseinheit 60 verwendet wird. Die doppelt gestrichelte Linie in 7 gibt die Frequenzeigenschaft an, wenn die Dämpfungseinheit 60 nicht verwendet wird. Eine Resonanzfrequenz (Eckfrequenz) f0 der Tiefpassfilterschaltung 40 ist derart eingestellt, dass sie niedriger als eine Trägerfrequenz f1 ist, die die Frequenz des vorstehend beschriebenen Trägersignals ist. Die Trägerfrequenz f1 wird ebenfalls als Schaltfrequenz der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 bezeichnet.
Wie es durch die doppelt gestrichelte Linie in 7 angegeben ist, ist der Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 40 relativ hoch, wenn die Dämpfungseinheit 60 nicht angeordnet ist. Dies erschwert es der Störungsreduktionseinheit 36, eine Gegentaktstörung mit einer Frequenz, die nahe an der Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 40 liegt, zu reduzieren.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie es durch die durchgezogene Linie in 7 angegeben ist, der Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 40 aufgrund der Dämpfungseinheit 60 relativ niedrig. Somit reduziert die Störungsreduktionseinheit 36 die Gegentaktstörung mit einer Frequenz, die nahe an der Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 40 ist.
Wie es in 7 gezeigt ist, ist der tolerierbare Wert der Verstärkung (Dämpfungsrate) G, der entsprechend der Spezifikation des Fahrzeugs erforderlich ist, als die tolerierbare Verstärkung (gain) Gth bezeichnet. Der Q-Faktor, bei dem die Verstärkung G der Tiefpassfilterschaltung 40 gleich der tolerierbaren Verstärkung Gth wird, wenn die Frequenz der Gegentaktstörung dieselbe wie die Resonanzfrequenz f0 ist, wird als spezifischer Q-Faktor bezeichnet. In einer derartigen Konfiguration bewirkt die Dämpfungseinheit 60, dass der Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung niedriger als der spezifische Q-Faktor ist. Somit ist die Verstärkung G der Tiefpassfilterschaltung 40, wenn die Frequenz der Gegentaktstörung dieselbe wie die Resonanzfrequenz f0 ist, kleiner (größer im absoluten Wert) als die tolerierbare Verstärkung Gth. Anders ausgedrückt ist die Dämpfungseinheit 60 derart konfiguriert, dass sie den Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 40 niedriger als den spezifischen Q-Faktor einstellt.
Die Dämpfungseinheit 60 erhöht die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 38. Somit ist die Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich dazu, wenn die Dämpfungseinheit 60 nicht verwendet wird, niedrig. Dementsprechend ist, wie es in 7 gezeigt ist, die Verstärkung G in dem Frequenzband, das höher als die Resonanzfrequenz f0 ist, im Vergleich dazu, wenn die Dämpfungseinheit 60 nicht verwendet wird, klein. Dies reduziert optimal die Gegentaktstörung, die ein Frequenzband aufweist, das höher als die Resonanzfrequenz f0 ist.
Der Fluss des Streumagnetflusses durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugt einen Wirbelstrom in der Dämpfungseinheit 60. Die Dämpfungseinheit 60 wandelt den Wirbelstrom in der Dämpfungseinheit 60 in Wärme um. Somit agiert die Dämpfungseinheit 60 als ein Widerstand in Bezug auf den Streumagnetfluss.
Weiterhin wird die Wärme, die durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugt wird, von dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 auf die Wärmeableitungsoberfläche 31a übertragen. Die Wärme, die durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugt wird, wird ebenfalls von dem Dämpfungsbiegeabschnitt 62 zusätzlich zu dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 auf die Wärmeableitungsoberfläche 31a übertragen. Dies erleichtert die Ableitung der durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugten Wärme aus der Wärmeableitungsoberfläche 31 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Dämpfungseinheit 60 den Dämpfungsbiegeabschnitt 62 nicht aufweist.
Vorteile des Ausführungsbeispiels
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel weist die nachfolgenden Vorteile auf.

(1) Die Dämpfungseinheit 60 weist den Dämpfungsbiegeabschnitt 62 auf, der die Form einer flachen Platte aufweist und von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 aus gebogen ist. Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ist thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche 31a gekoppelt. Dies überträgt die durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugte Wärme von dem Dämpfungsbiegeabschnitt 62, zusätzlich zu dem Dämpfungsseitenabschnitt 61, auf die Wärmeableitungsoberfläche 31a des Wechselrichterbehälters 31. Daher wird die durch die Dämpfungseinheit 60 erzeugte Wärme von der Wärmeableitungsoberfläche 31a leichter als in einem Fall abgeleitet, in dem die Dämpfungseinheit 60 keine Dämpfungsbiegeabschnitte 63 aufweist. Dies verbessert die Wärmeableitung der Dämpfungseinheit 60.
(2) Die Dämpfungseinheit 60 weist zwei Dämpfungsbiegeabschnitte 62 auf. Somit wird die von der Dämpfungseinheit 60 erzeugte Wärme von der Wärmeableitungsoberfläche 31a leichter als in einem Fall abgeleitet, in dem beispielsweise lediglich ein Dämpfungsbiegeabschnitt 72 vorhanden ist. Dies verbessert weiter die Wärmeableitung der Dämpfungseinheit 60.
(3) Der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ist von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 aus zu der Gleichtaktdrosselspule 38 hin gebogen. In einem Vergleichsbeispiel ist der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 zu einer Seite entgegengesetzt zu der Gleichtaktdrosselspule 38 hin gebogen. Im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gesamtgröße einschließlich der Gleichtaktdrosselspule 38 und der Dämpfungseinheit 60 relativ klein. Dies erlaubt es, die Größe des motorbetriebenen Verdichters 11 zu reduzieren.
(4) In einem Vergleichsbeispiel ist der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 zwischen der Wärmeableitungsoberfläche 31a und der ersten Wicklung 51 oder der zweiten Wicklung 52 angeordnet. In diesem Fall behindert der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 die Wärmeübertragung von der ersten Wicklung 51 oder der zweiten Wicklung 52 auf die Wärmeableitungsoberfläche 31a des Wechselrichterbehälters 31. Dies beeinträchtigt nachteilig die Wärmeableitung der ersten Wicklung 51 oder der zweiten Wicklung 52. Um eine derartige Situation zu vermeiden, sind die Dämpfungsbiegeabschnitte 62 jeweils zwischen der Wärmeableitungsoberfläche 31a und dem ersten Verbindungsabschnitt 55, der ein freigelegter Abschnitt ist, und zwischen der Wärmeableitungsoberfläche 31a und dem zweiten Verbindungsabschnitt 56, der ein freigelegter Abschnitt ist, angeordnet. Dies gewährleistet eine Wärmeableitung der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52, selbst wenn die Dämpfungsbiegeabschnitte 62 an dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 zu der Gleichtaktdrosselspule 38 hin gebogen sind. Auf diese Weise sind die Dämpfungsbiegeabschnitte 62 an dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 zu der Gleichtaktdrosselspule 31 hin gebogen, während eine Wärmeableitung der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 beibehalten wird.

Modifizierte Beispiele
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann modifiziert werden, wie es nachstehend beschrieben ist. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und die nachfolgenden Modifikationen können kombiniert werden, solang wie die kombinierten Modifikationen technisch konsistent zueinander verbleiben.
Wie es in 8 gezeigt ist, kann jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 zu einer Seite hin gebogen werden, die entgegengesetzt zu der Gleichtaktdrosselspule 38 ist. Dies erlaubt es, dass der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 von dem Dämpfungsseitenabschnitt 61 gebogen wird und thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche 31a gekoppelt wird, ohne die Position der Gleichtaktdrosselspule 38, insbesondere die Positionen der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 zu berücksichtigen. Dies verbessert den Freiheitsgrad für die Gestaltung (den Entwurf, das Layout) der Dämpfungseinheit 60. Außerdem leitet die Wärmeableitungsoberfläche 31a ohne Weiteres die Wärme, die durch einen Teil der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 erzeugt wird, die um den ersten Verbindungsabschnitt 55 gewickelt sind, und die Wärme, die durch einen Teil der ersten Wicklung 51 und der zweiten Wicklung 52 erzeugt wird, die um den zweiten Verbindungsabschnitt 56 gewickelt sind, ab.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es keine besondere Begrenzung auf die Anzahl der Dämpfungsbiegeabschnitte 62.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 zwischen der Wärmeableitungsoberfläche 31a und der ersten Wicklung 51 oder der zweiten Wicklung 52 angeordnet sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel muss der Dämpfungsseitenabschnitt nicht die Form eines viereckigen Rahmens aufweisen. Der Dämpfungsseitenabschnitt 61 kann beispielsweise ringförmig sein. Die Form des Dämpfungsseitenabschnitts 61 ist nicht besonders begrenzt, solang wie der Dämpfungsseitenabschnitt 61 zumindest einen Teil der Seitenoberfläche der Gleichtaktdrosselspule 38 abdeckt. Dementsprechend muss der Dämpfungsseitenabschnitt 61 nicht rahmenförmig sein und kann beispielsweise lediglich die dritte Wand 61c aufweisen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Form des Kerns 50 nicht besonders begrenzt, solange wie der Kern 50 eine geschlossene Form aufweist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Dämpfungseinheit 60 durch Falten einer bandförmigen Platte gebildet. Jedoch gibt es keine Begrenzung auf eine derartige Konfiguration. Beispielsweise kann die Dämpfungseinheit 60 eine rechteckige Röhre sein, in der die zweite Wand 61b mit der vierten Band 61d verbunden ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel müssen die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 nicht um den ersten Verbindungsabschnitt 55 gewickelt sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel müssen die erste Wicklung 51 und die zweite Wicklung 52 nicht um den zweiten Verbindungsabschnitt 56 gewickelt sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Basis 32 in direktem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 sein, ohne dass ein thermisches Schmiermittel dazwischen aufgetragen ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Dämpfungseinheit 60 an die Basis 32 derart fixiert sein, dass das abgelegene Ende (distale Ende) 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 in direktem Kontakt mit der Wärmeableitungsoberfläche 31a der Basis 32 ist, ohne dass das thermische Schmiermittel dazwischen aufgetragen ist. In diesem Fall berührt auch jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 direkt die Wärmeableitungsoberfläche 31a, ohne dass das thermische Schmiermittel dazwischen aufgetragen ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Dämpfungseinheit 60 an das Ansauggehäuse 15 derart fixiert sein, dass das distale Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 mit einer Wärmeableitungsoberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 mit einem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel in Kontakt ist. In diesem Fall berührt auch jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 die Wärmeableitungsoberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 mit dem dazwischen aufgetragenen thermischen Schmiermittel.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Dämpfungseinheit 60 an das Ansauggehäuse 15 derart fixiert sein, dass das distale Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 in direktem Kontakt mit der Wärmableitungsoberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 ohne ein dazwischen aufgetragenes thermisches Schmiermittel ist. Anders ausgedrückt kann der Dämpfungsseitenabschnitt 61 lediglich thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche des Wechselrichterbehälters 31 oder des Gehäuses 14 gekoppelt sein. In diesem Fall ist jeder Dämpfungsbiegeabschnitt 62 ebenfalls in direktem Kontakt mit der Wärmeableitungsoberfläche der Endwand 15a des Ansauggehäuses 15 ohne ein dazwischen aufgetragenes thermisches Schmiermittel.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel muss der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 nicht an dem distalen Ende 61e des Dämpfungsseitenabschnitts 61 gebogen sein. Anders ausgedrückt kann der Dämpfungsbiegeabschnitt 62 von irgendwo auf dem Dämpfungsseitenabschnitt her gebogen sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel muss die Verdichtungseinheit 18 nicht von einer Schneckenbauart sein, und kann beispielsweise eine Kolbenbauart, eine Schaufelbauart oder dergleichen sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der motorbetriebene Verdichter 11 zur Verwendung bei der Fahrzeugklimaanlage 10. Jedoch gibt es keine Begrenzung auf eine derartige Konfiguration. Beispielsweise kann der motorbetriebene Verdichter 11 in einem Brennstoffzellenfahrzeug installiert sein und verdichtet Luft, die ein der Brennstoffzelle zugeführtes Fluid ist, mit der Verdichtungseinheit 18.
Verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten können an den vorstehend beschriebenen Beispielen ohne Abweichen von der Idee und dem Umfang der Patentansprüche und ihrer Äquivalente gemacht werden. Die Beispiele dienen lediglich zur Beschreibung und nicht zur Begrenzung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sollten derart betrachtet werden, dass sie auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar sind. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn Abfolgen in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt werden, und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, einer beschriebenen Architektur, einer beschriebenen Vorrichtung oder einer beschriebenen Schaltung unterschiedlich kombiniert werden und/oder durch andere Komponenten oder ihre Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang dieser Offenbarung ist nicht durch die ausführliche Beschreibung definiert, sondern durch die Patentansprüche und deren Äquivalente. Alle Variationen innerhalb des Umfangs der Patentansprüche und ihre Äquivalente sind in der Offenbarung enthalten.
Wie es in vorstehend beschrieben worden ist, weist Dämpfungseinheit einen Dämpfungsbiegeabschnitt auf, der die Form einer flachen Platte aufweist und von einem Dämpfungsseitenabschnitt aus gebogen ist. Der Dämpfungsbiegeabschnitt ist thermisch mit einer Wärmeableitungsoberfläche gekoppelt. Dies überträgt die Wärme, die durch die Dämpfungseinheit erzeugt wird, von dem Dämpfungsbiegeabschnitt, zusätzlich zu dem Dämpfungsseitenabschnitt, auf die Wärmeableitungsoberfläche eines Wechselrichterbehälters (Wechselrichterkastens, Wechselrichtergehäuses).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017170819 A1 [0003]

Claims

Motorbetriebener Verdichter (11) mit: einem Gehäuse (14), in das ein Fluid gezogen wird, einer Verdichtungseinheit (18), die konfiguriert ist, das Fluid zu verdichten, einem Elektromotor (19), der konfiguriert ist, die Verdichtungseinheit (18) anzutreiben, und einer Wechselrichtervorrichtung (30), die konfiguriert ist, den Elektromotor (19) anzutreiben, wobei die Wechselrichtervorrichtung (30) aufweist: eine Wechselrichterschaltung (35), die konfiguriert ist, eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umzuwandeln, eine Störungsreduktionseinheit (36), die an einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung (35) angeordnet ist und konfiguriert ist, eine Gleichtaktstörung und eine Gegentaktstörung, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, vor Eingabe der Gleichstromleistung in die Wechselrichterschaltung (35) zu reduzieren, und einen Wechselrichterbehälter (31), der thermisch mit dem Gehäuse (14) gekoppelt ist und die Wechselrichterschaltung (35) und in dem die Störungsreduktionseinheit (36) untergebracht ist, wobei die Störungsreduktionseinheit (36) aufweist: eine Gleichtaktdrosselspule (38), und einen Glättungskondensator (39), der eine Tiefpassfilterschaltung (40) mit der Gleichtaktdrosselspule (38) bildet, wobei die Gleichtaktdrosselspule (38) aufweist: einen Kern (50) mit einer geschlossenen Form, eine erste Wicklung (51), die um den Kern (50) gewickelt ist, und eine zweite Wicklung (52), die um den Kern (50) entgegengesetzt zu der ersten Wicklung (51) gewickelt ist, die Wechselrichtervorrichtung (30) weiterhin eine Dämpfungseinheit (60) aufweist, die einen magnetischen Pfad bildet, durch den ein durch die Gleichtaktdrosselspule (38) erzeugter Streumagnetfluss fließt, um eine Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule (38) zu erhöhen, die Dämpfungseinheit (60) aus einem ferromagnetischen Metallkörper gebildet ist, die Dämpfungseinheit (60) einen Dämpfungsseitenabschnitt (61) aufweist, der zumindest einen Teil einer Seitenoberfläche (50c) der Gleichtaktdrosselspule (38) abdeckt, der Dämpfungsseitenabschnitt (61) thermisch mit einer Wärmeableitungsoberfläche (31a) des Wechselrichterbehälters (31) oder des Gehäuses (14) gekoppelt ist, und die Dämpfungseinheit (60) einen Dämpfungsbiegeabschnitt (63) aufweist, der die Form einer flachen Platte aufweist und von dem Dämpfungsseitenabschnitt (61) gebogen ist, wobei der Dämpfungsbiegeabschnitt (62) thermisch mit der Wärmeableitungsoberfläche (31a) gekoppelt ist.
Motorbetriebener Verdichter (11) nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungsbiegeabschnitt (62) einer von zwei Dämpfungsbiegeabschnitten (62) ist, und die Dämpfungseinheit (60) die zwei Dämpfungsbiegeabschnitte (62) aufweist.
Motobetriebener Verdichter (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dämpfungsbiegeabschnitt (62) von dem Dämpfungsseitenabschnitt (61) zu der Gleichtaktdrosselspule (38) hin gebogen ist.
Motorbetriebener Verdichter (11) nach Anspruch 3, wobei der Kern (50) aufweist: einen ersten Kernabschnitt (53), um den die erste Wicklung (51) gewickelt ist, einen zweiten Kernabschnitt (54), um den die zweite Wicklung (52) gewickelt ist, und einen freigelegten Abschnitt (55, 56), an dem eine Oberfläche des Kerns (50) freigelegt ist und frei von der ersten Wicklung (51) und der zweiten Wicklung (52) ist, und der Dämpfungsbiegeabschnitt (62) zwischen dem freigelegten Abschnitt (55, 56) und der Wärmeableitungsoberfläche (31a) angeordnet ist.
Motorbetriebener Verdichter (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dämpfungsbiegeabschnitt (62) von dem Dämpfungsseitenabschnitt (61) zu einer Seite hin gebogen ist, die entgegengesetzt zu der Gleichtaktdrosselspule (38) ist.