DE112013006952T5

DE112013006952T5 - Wechselrichtervorrichtung und Elektromotor mit integriertem Wechselrichter

Info

Publication number: DE112013006952T5
Application number: DE112013006952.0T
Authority: DE
Inventors: Yasushige Mukunoki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-12-31
Also published as: US20160013706A1; WO2014171023A1; CN105122626B; JPWO2014171023A1; US9812934B2; JP5881894B2; CN105122626A

Abstract

Eine Wechselrichtervorrichtung (1) ist aus den zwei Systemen von Wechselrichtern (11 und 12) gebildet, die innerhalb eines zylindrischen Metallgehäuses (100) aufgenommen sind. Jeder Wechselrichter wandelt Gleichspannung in dreiphasige Wechselspannung um. Die Wechselrichter (11 und 12) sind aus Folgendem gebildet: Leistungshalbleiter-Elementen (151, 152 und 153; 161, 162 und 163), Gleichspannungs-Sammelschienen (120 und 130), durch welche Gleichspannung den jeweiligen Leistungshalbleiter-Elementen zugeführt wird, Kondensatoren (141 und 142), die mit den Gleichspannungs-Sammelschienen (120 und 130) verbunden sind, und Schaltern (171 und 172), die zwischen den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen (120 und 130) und den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen (110) angeschlossen sind. Hochimpedanzschalter sind in der näheren Umgebung der Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse angeordnet. Demzufolge zirkulieren elektromagnetische Störungen, die von Schaltvorgängen der Leistungshalbleiter-Elemente erzeugt werden, innerhalb der Wechselrichter über die Kondensatoren und werden schließlich gedämpft.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselrichtervorrichtung, die einen Wechselrichter aufweist, welcher Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, sowie einen Elektromotor mit integriertem Wechselrichter.
Stand der Technik
Elektrisch betriebene Automobile, wie z. B. ein Hybridfahrzeug und ein Elektrofahrzeug sind in jüngster Zeit populär geworden. Ein elektrisch angetriebenes Automobil ist mit einer Wechselrichtervorrichtung ausgestattet, und das Automobil wird von einem Elektromotor angetrieben, der eine Energie-Umwandlungsfunktion des Wechselrichters verwendet. Es wurde eine Wechselrichtervorrichtung im Fahrzeug entwickelt, die aus Wechselrichtern in mehreren Systemen gebildet ist.
Bei der Mehrsystem-Wechselrichterkonfiguration gilt Folgendes: Selbst wenn ein Wechselrichter in irgendeinem der Systeme ausfällt, kann ein Wechselrichter in einem anderen System den ausgefallenen Wechselrichter ergänzen, und die Fahrt mit dem Fahrzeug kann fortgesetzt werden. Demgemäß kann die Zuverlässigkeit der Fahrt mit dem Fahrzeug verbessert werden.
Eines der Probleme der Wechselrichtervorrichtung im Fahrzeug sind elektromagnetische Störungen, die durch Schaltvorgänge des Wechselrichters verursacht werden. Elektromagnetische Störungen können ggf. eine Fehlfunktion des Wechselrichters selbst oder eine Fehlfunktion von peripheren elektronischen Geräten veranlassen. Daher besteht ein starker Bedarf, die elektromagnetischen Störungen zu verringern. Als eine Gegenmaßnahme gegen elektromagnetische Störungen beschreibt z. B. die PTL 1 eine Wechselrichtervorrichtung mit zwei System von Dreiphasen-AC-Wechselrichtern, die einen Motor antreiben.
In dieser Wechselrichtervorrichtung sind eine Drosselspule und ein Elektrolytkondensator elektrisch zwischen eine Batterie und ein Stromversorgungs-Relais geschaltet. Die Drosselspule und der Elektrolytkondensator bilden gemeinsam eine Filterschaltung, um die elektromagnetischen Störungen zu verringern, die von anderen Einrichtungen übertragen werden, welche die Batterie gemeinsam nutzen, und auch die elektromagnetischen Störungen zu verringern, die von der Antriebseinrichtung an andere Einrichtungen übertragen werden, welche die Batterie gemeinsam verwenden.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur

PTL 1: JP 2011-250 488 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Wechselrichtervorrichtung gemäß der PTL 1 sind die Drosselspulen auf einer Energieversorgungs-Leitung gemeinsam unter Halbleitermodulen dazwischen eingefügt. Daher können Störungen auf der Energieversorgungs-Leitung beseitigt werden. Da jedoch die Drosselspulen kollektiv auf der Energieversorgungs-Leitung gemeinsam dazwischen eingefügt sind, sind Drosselspulen vonnöten, welche Kennlinien mit großer Impedanz aufweisen, um die Störungen zu verringern. Diese Wechselrichtervorrichtung hat daher ein dahingehendes Problem, dass die Größe der Drosselspule naturgemäß vergrößert wird. Das gilt auch für die Kosten. Da außerdem die Drosselspule gebildet wird, indem ein Wicklungsdraht gewickelt wird, ist es schwierig, die Anzahl von Wicklungen mit einem Wicklungsdraht zu verringern, durch welchen ein großer Strom fließen kann, und eine gewünschte Induktivität zu erzielen.
Eine gewünschte Induktivität kann erhalten werden, indem die Anzahl von Wicklungen erhöht wird, aber die Anzahl von Drosselspulen würde weiter erhöht werden, und das gleiche würde auch für die Kosten gelten. Außerdem wirft ein Dazwischeneinfügen der Drosselspulen ein Design-Problem dahingehend auf, wo die Spulen installiert werden und wie die Verdrahtung geführt wird.
Die Erfindung wurde konzipiert, um die oben diskutierten Probleme zu lösen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Wechselrichtervorrichtung anzugeben, die dazu imstande ist, die elektromagnetischen Störungen zu verringern, die durch Schaltvorgänge verursacht werden, und die eine Fehlfunktion des Wechselrichters selbst oder eine Fehlfunktion von peripheren elektronischen Einrichtungen auslösen.
Lösung des Problems
Um die Probleme zu lösen, wird gemäß der Erfindung eine Wechselrichtervorrichtung angegeben, die Folgendes aufweist:
Leistungshalbleiter-Elementgruppen, die jeweils zwei Systeme von Wechselrichtern bilden, die jeweils Gleichspannung in Wechselspannung umwandeln;
Gleichspannungs-Sammelschienen, durch welche Gleichspannung den entsprechenden Leistungshalbleiter-Elementgruppen zugeführt wird;
Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse, die mit den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden sind, um Gleichspannung von einer externen Energieversorgung zuzuführen, die mit den Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden ist;
erste und zweite Schalter, die zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen vorgesehen sind, um die jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen so umzuschalten, dass sie elektrisch leitend oder getrennt sind; und
Kondensatoren, die mit den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass Impedanzen der ersten und zweiten in einem Hochfrequenzbereich so eingestellt sind, dass sie höher sind als Impedanzen der Gleichspannungs-Sammelschienen.
Ein mit einem Wechselrichter integrierter Elektromotor gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtervorrichtung in einem Elektromotor integriert ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Wechselrichtervorrichtung der Erfindung ist ein Schalter mit hoher Impedanz in der Nähe eines Gleichspannungs-Eingangsanschlusses angeordnet. Folglich zirkulieren elektromagnetische Störungen, die von Schaltvorgängen von Leistungshalbleiter-Elementen erzeugt werden, innerhalb des Wechselrichters über einen Kondensator und werden schließlich gedämpft.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Ansicht, die eine Grundkonfiguration einer Wechselrichterschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt
2 eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
3 eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
4 eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
5 eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
6 eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform
7 eine Teilansicht, die die nähere Umgebung von Schaltern der Wechselrichtervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt
8 eine schematische Konfigurationsansicht einer Modifikation der Wechselrichtervorrichtung der fünften Ausführungsform.
9 eine Teilansicht, die die nähere Umgebung von Schaltern der Modifikation der Wechselrichtervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt
10 eine schematische Konfigurationsansicht einer weiteren Modifikation der Wechselrichtervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
11 eine Teilansicht, die die nähere Umgebung von Schaltern der weiteren Modifikation der Wechselrichtervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt
12A und 12B Teilansichten, die die nähere Umgebung von Schaltern einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt
13A und 13B schematische Konfigurationsansichten eines Elektromotors mit integriertem Wechselrichter gemäß einer siebenten Ausführungsform
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden Wechselrichtervorrichtungen und ein Elektromotor mit integriertem Wechselrichter gemäß Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 13B beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die eine Grundkonfiguration einer Wechselrichterschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eine Wechselrichtervorrichtung der Erfindung, die in 1 gezeigt ist, ist aus zwei Systemen von Wechselrichtervorrichtungen 8 und 9 gebildet. Ein Gleichspannungsbus 10 ist verzweigt und mit den jeweiligen Wechselrichtervorrichtungen 8 und 9 verbunden.
Die Wechselrichtervorrichtung 8 in einem ersten System ist aus Leistungshalbleiter-Elementen 15a, 15b, 16a, 16b, 17a und 17b, einem Kondensator 23 sowie Schaltern 13a und 13b gebildet, welche alle im Inneren eingebaut sind. Auf ähnliche Weise ist die Wechselrichtervorrichtung 9 in einem zweiten System aus Leistungshalbleiter-Elementen 18a, 18b, 19a, 19b, 20a und 20b, einem Kondensator 24 sowie Schaltern 14a und 14b gebildet. Da die Wechselrichtervorrichtung die Wechselrichtervorrichtungen in zwei System aufweist, ist die Wechselrichtervorrichtung dazu imstande, den Betrieb unter Verwendung des Wechselrichters in einem einzigen System allein fortzusetzen, und sie kann die Redundanz als Antriebssystem sicherstellen.
Erste Ausführungsform
2 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung einer ersten Ausführungsform.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Wechselrichtervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform aus zwei Systemen von Wechselrichtern 11 und 12 gebildet, welche innerhalb eines zylindrischen Metallgehäuses 100 aufgenommen sind und an Positionen symmetrisch um eine Mitte angeordnet sind. Jeder Wechselrichter wandelt Gleichspannung in dreiphasige Wechselspannung um. Der Wechselrichter 11 in einem ersten System ist aus Folgendem gebildet: Leistungshalbleiter-Elementen 151, 152 und 153, die Wechselspannung einer Phase U, einer Phase V und einer Phase W aus Gleichspannung erzeugen, einer Gleichspannungs-Sammelschiene 120, die aus einer Sammelschiene 121 auf Seiten der positiven Elektrode und einer Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode gebildet ist und Gleichspannung den Leistungshalbleiter-Elementen 151, 152 und 153 zuführt, einem Kondensator 141, der mit der Sammelschiene 121 auf Seiten der positiven Elektrode und der Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode verbunden ist, einem Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110, von welchem Gleichspannung der Gleichspannungs-Sammelschiene 120 zugeführt wird, und einem Schalter 171, der zwischen die Gleichspannungs-Sammelschiene 120 und den Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110 geschaltet ist.
Der Wechselrichter 12 in einem zweiten System ist in ähnlicher Weise aus folgenden Komponenten gebildet: Leistungshalbleiter-Elementen 161, 162 und 163, die Wechselspannung einer Phase U, einer Phase V und einer Phase W aus Gleichspannung erzeugen, einer Gleichspannungs-Sammelschiene 130, die aus einer Sammelschiene 131 auf Seiten der positiven Elektrode und einer Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode gebildet ist und Gleichspannung den Leistungshalbleiter-Elementen 161, 162 und 163 zuführt, einem Kondensator 142, der mit der Sammelschiene 131 auf Seiten der positiven Elektrode und der Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode verbunden ist, einem Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110, von welchem Gleichspannung der Gleichspannungs-Sammelschiene 130 zugeführt wird, und einem Schalter 172, der zwischen die Gleichspannungs-Sammelschiene 130 und den Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110 geschaltet ist.
Die Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 stehen in engem Kontakt mit einer Innenwand 101 des zylindrischen Metallgehäuses 100. Die Gleichspannungs-Sammelschiene 130 ist in einer Form vorgesehen, welche zu der Innenwand 101 des zylindrischen Metallgehäuses 100 konform ist. Die Kondensatoren 141 und 142 sind an der Mitte des Metallgehäuses 100 angeordnet. Die Schalter 171 und 172 sind innerhalb des Metallgehäuses 100 aufgenommen.
Der Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 1 wird nachstehend beschrieben. Ein Paar der Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 110 ist mit einer (nicht dargestellten) Gleichspannungsversorgung verbunden. Gleichspannung wird jeweils den Leistungshalbleiter-Elementen 151, 152 und 153 des Wechselrichters 11 und den Leistungshalbleiter-Elementen 161, 162 und 163 des Wechselrichters 12 zugeführt, und zwar über die Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 110 und die Schalter 171 bzw. 172 mittels der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 bzw. 130.
Die zugeführte Gleichspannung wird in eine dreiphasige Wechselspannung umgewandelt, indem diese Leistungshalbleiter-Vorrichtungsgruppen dazu veranlasst werden, PWM-Schaltvorgänge gemäß einer Anweisung von einer (nicht dargestellten) Steuerungseinrichtung durchzuführen. Die sich ergebende dreiphasige Gleichspannung wird einer (nicht dargestellten) Last zugeführt.
In der Wechselrichtervorrichtung 1 sind die Schalter 171 und 172 jeweils an den zwei Systemen der Wechselrichter 11 bzw. 12 vorgesehen. Demgemäß kann entweder der Wechselrichter 11 oder 12 – je nachdem, welcher gestoppt werden soll – getrennt werden, und der Betrieb kann unter Verwendung entweder des Wechselrichters 11 oder des Wechselrichters 12 allein vorgenommen werden. Die Anwesenheit der Schalter 171 und 172 ermöglicht es den zwei Systemen der Wechselrichter 11 und 12, gleichzeitig oder allein betrieben zu werden, und zwar in Abhängigkeit von der Last. Außerdem kann für den Fall einer Störung in entweder dem Wechselrichter 11 oder dem Wechselrichter 12 ein Vorgang durchgeführt werden, indem der Wechselrichter getrennt wird, der die Störung aufweist.
Die Impedanzen der Schalter 171 und 172 sind hoch. Folglich werden die Impedanzen der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130, betrachtet von der Seite der Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 110, hoch. Demzufolge zirkulieren elektromagnetische Störungen, die von den Schaltvorgängen der Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 erzeugt werden, innerhalb der Wechselrichter 11 und 12, indem sie durch die Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 über die Kondensatoren 141 und 142 hindurchgehen und schließlich gedämpft werden.
Was die elektromagnetischen Störungen anbelangt, die sich durch einen Freiraum ausbreiten, wird ein Entweichen nach außen durch eine Abschirmungswirkung des Metallgehäuses 100 unterbunden. Mit anderen Worten: Eine Ausbreitung der elektromagnetischen Störungen nach außen der Wechselrichtervorrichtung 1 wird unterbunden, und es kann eine Wechselrichtervorrichtung 1 mit verringerten elektromagnetischen Störungen erhalten werden. Der Hochfrequenzbereich der elektromagnetischen Störungen, die die Schaltvorgänge begleiten, wird mit 10 kHz oder höher angenommen.
Die Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 sind in engem Kontakt mit der Innenwand 101 des zylindrischen Metallgehäuses 100. Demzufolge können ausgezeichnete wärmeableitende Eigenschaften erhalten werden, und die Größe der Wechselrichtervorrichtung 1 kann verringert werden.
In 2 besitzt die Innenwand 101 des Metallgehäuses 100 eine Achteckform. Es sei jedoch angemerkt, dass die Innenwand 101 nicht notwendigerweise diese Form haben muss, und dass die Form in geeigneter Weise gemäß den Positionen der Leistungshalbleiter-Elementgruppen oder dergleichen verändert werden kann. Auch ist oben beschrieben, dass die äußere Form des Metallgehäuses 100 beispielsweise eine zylindrische Form ist. Die äußere Form kann jedoch auch eine andere Polygonform sein.
2 zeigt Verbindungspositionen der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 mit den Kondensatoren 141 und 142 für den Fall, dass die Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 mit den Kondensatoren 141 und 142 an einer Position verbunden sind, die am weitesten von den Schaltern 171 und 172 beabstandet ist. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verbindungspositionen nicht auf die oben angegebenen Positionen beschränkt sind, und dass die Verbindungspositionen bestimmt werden können, indem die Orte der Kondensatoren 141 und 142 berücksichtigt werden.
In dieser Ausführungsform sind die Schalter 171 und 172, die Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 sowie die Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 an der Peripherie der Innenwand 101 des Metallgehäuses 100 angeordnet. Demzufolge kann ein Raum in der Mitte für die Kondensatoren 141 und 142 verwendet werden, die ein großes Volumen einnehmen. Demgemäß kann die Wechselrichtervorrichtung 1 eine hohe Packungsdichte erreichen.
Die Schalter 171 und 172 können ein mechanisches Relais oder ein Halbleiterrelais sein, welches die Schalteigenschaften eines Halbleiterelements verwendet. Das Halbleiterrelais hat keine mechanischen Kontakte und ist daher dazu imstande, den Wechselrichter schnell zu unterbrechen, und die Größe des Schalters kann verringert werden.
Wie beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der ersten Ausführungsform auf eine solche Weise konfiguriert, dass Gleichspannung den zwei Systemen der Leistungshalbleiter-Elementgruppen von den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen der korrespondierenden Gleichspannungs-Sammelschienen über die Hochimpedanzschalter zugeführt wird. Folglich zirkulieren die erzeugten elektromagnetischen Störungen innerhalb der Wechselrichter mittels der Kondensatoren, und sie werden schließlich gedämpft.
Was die elektromagnetischen Störungen betrifft, die sich durch den Raum ausbreiten, wird ein Entweichen nach außen durch die Abschirmwirkung des Metallgehäuses unterbunden. Folglich kann eine maßgebliche vorteilhafte Wirkung dahingehend erzielt werden, dass die Ausbreitung der elektromagnetischen Störungen nach außen der Wechselrichter unterbunden wird, und es kann nicht bloß eine Wechselrichtervorrichtung mit verringerten elektromagnetischen Störungen erhalten werden, sondern es kann auch ihre Größe verringert werden.
Zweite Ausführungsform
3 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung einer zweiten Ausführungsform. Ein Unterschied der Wechselrichtervorrichtung der zweiten Ausführungsform von der Wechselrichtervorrichtung der obigen ersten Ausführungsform ist der folgende. Wie in 2 gezeigt, sind die zwei Schalter 171 und 172 zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 110 und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 in der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform vorgesehen.
Im Gegensatz dazu ist ein dritter Schalter 273 zusätzlich an einer Wechselrichtervorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform vorgesehen, die in 3 gezeigt ist, so dass die Gleichspannungs-Sammelschiene 120 eines Wechselrichters 21 in einem ersten System und eine Gleichspannungs-Sammelschiene 130 eines Wechselrichters 22 in einem zweiten System miteinander über den zusätzlich vorgesehenen dritten Schalter 273 verbunden sind. Die übrigen Teile sind die gleichen wie diejenigen der obigen ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, und deren Beschreibung wird hier weggelassen.
Der Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 2 wird nachstehend unter Verwendung von 3 beschrieben. Wie bei der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform ist auch die Wechselrichtervorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform auf eine solche Weise konfiguriert, dass die Schalter 171 und 172 jeweils an den Wechselrichtern 21 bzw. 22 in zwei Systemen vorgesehen sind. Daher kann entweder der Wechselrichter 21 oder 22, je nachdem, welcher gestoppt werden soll, getrennt werden, und der Betrieb kann entweder von dem Wechselrichter 21 oder von dem Wechselrichter 22 in einem System allein durchgeführt werden.
Die Anwesenheit der Schalter 171 und 172 ermöglicht es den Wechselrichtern 21 und 22 in zwei Systemen, gleichzeitig oder allein betrieben zu werden, und zwar in Abhängigkeit von der Last. Außerdem kann für den Fall einer Störung in entweder dem Wechselrichter 21 oder dem Wechselrichter 22 ein Vorgang durchgeführt werden, indem der Wechselrichter getrennt wird, der die Störung aufweist.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration ist die Wechselrichtervorrichtung 2 mit dem dritten Schalter 273 versehen. Wenn die zwei Systeme der Wechselrichter 21 und 22 gleichzeitig betrieben werden, werden die Gleichspannungs-Sammelschiene 120 und die Gleichspannungs-Sammelschiene 130 getrennt. Wenn entweder der Wechselrichter 21 oder 22 allein betrieben wird, dann wird der Schalter 273 in den Leitungszustand gebracht, um die Gleichspannungs-Sammelschiene 120 und die Gleichspannungs-Sammelschiene 130 zu verbinden. Selbst wenn entweder der Wechselrichter 21 oder 22 allein betrieben wird, wird demzufolge der Kondensator 142 oder 141 in dem anderen Wechselrichter 22 oder 21 verfügbar.
Dies ist äquivalent zu einer Wirkung, bei welcher die effektive Kapazität des Kondensators erhöht wird, wenn ein einziger Wechselrichter betrieben wird. Folglich kann eine dahingehende vorteilhafte Wirkung erzielt werden, dass die Zirkulation der elektromagnetischen Störungen innerhalb der Wechselrichter gefördert wird, und die elektromagnetischen Störungen können weiter gedämpft werden.
Wie beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der zweiten Ausführungsform mit der gleichen Funktion wie diejenige der obigen ersten Ausführungsform ausgerüstet, und der Schalter ist zusätzlich zwischen den Gleichspannungs-Sammelschienen der Wechselrichter in zwei Systemen vorgesehen. Dies ist äquivalent zu einer Wirkung, bei welcher die effektive Kapazität des Kondensators erhöht wird, wenn ein Wechselrichter allein betrieben wird, indem die die Gleichspannungs-Sammelschienen in den Leitungszustand gebracht werden. Ferner kann eine wesentliche vorteilhafte Wirkung dahingehend erzielt werden, dass eine weitere Dämpfung der elektromagnetischen Störungen erwartet werden kann.
Dritte Ausführungsform
4 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung einer dritten Ausführungsform. Ein Unterschied der dritten Ausführungsform von der obigen ersten Ausführungsform ist der folgende. Wie in 2 gezeigt, werden sowohl die Sammelschienen 121 und 131 auf Seiten der positiven Elektrode, als auch die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 jeweils gleichzeitig getrennt, und zwar von den zwei Schaltern 171 und 172, die zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 110 und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 in der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform vorgesehen sind.
Im Gegensatz dazu ist die Wechselrichtervorrichtung 3 der dritten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, auf eine solche Weise ausgebildet, dass die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode jeweils allein getrennt werden, und zwar durch die Schalter 371 und 372. Die übrigen Teile sind die gleichen wie diejenigen der obigen ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, und deren Beschreibung wird hier weggelassen.
Der Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 3 wird nachstehend unter Verwendung von 4 beschrieben. Wie bei der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform ist auch die Wechselrichtervorrichtung 3 der dritten Ausführungsform auf eine solche Weise konfiguriert, dass die Schalter 371 und 372 jeweils an den Wechselrichtern 31 bzw. 32 in zwei Systemen vorgesehen sind. Daher kann entweder der Wechselrichter 31 oder 32 je nachdem, welcher gestoppt werden soll, getrennt werden, und der Betrieb kann von entweder dem Wechselrichter 31 oder dem Wechselrichter 32 in einem System allein durchgeführt werden.
Die Anwesenheit der Schalter 371 und 372 ermöglicht es den Wechselrichtern 31 und 32 in zwei Systemen, gleichzeitig oder allein betrieben zu werden, und zwar in Abhängigkeit von der Last. Außerdem kann für den Fall, dass eine Störung in einem der Wechselrichter 31 oder 32 auftritt, der Betrieb durchgeführt werden, indem der Wechselrichter getrennt wird, welcher die Störung aufweist.
Die Wechselrichtervorrichtung 3 ist auf eine solche Weise konfiguriert, dass die Schalter 371 und 372 nur die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 trennen. Demzufolge kann die Größe der Schalter 371 und 372 im Vergleich mit den Schaltern 171 und 172 der obigen ersten Ausführungsform verringert werden, und der Raum in der Mitte der Wechselrichtervorrichtung 3 wird verfügbar.
Demzufolge können die Kondensatoren 141 und 142, die ein großes Volumen und eine große Fläche belegen, durch solche mit größerer Kapazität ersetzt werden. Im Vergleich zu der Wechselrichtervorrichtung der gleichen Größe kann demzufolge die Kapazität der Kondensatoren vergrößert werden, und daher können elektromagnetische Störungen weiter gedämpft werden.
Die Wechselrichtervorrichtung 3 der dritten Ausführungsform wurde beschrieben, bei welcher die Schalter 371 und 372 von den Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 getrennt werden. Es versteht sich jedoch, dass die gleichen vorteilhaften Wirkungen erwartet werden können, wenn die Sammelschienen 121 und 131 auf Seiten der positiven Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 stattdessen getrennt werden.
Wie beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der dritten Ausführungsform mit der gleichen Funktion wie diejenige der obigen ersten Ausführungsform ausgerüstet und auf eine solche Weise ausgebildet, dass die Schalter der jeweiligen Wechselrichter in zwei Systemen entweder die Sammelschienen auf Seiten der positiven oder der negativen Elektrode allein trennen. Folglich kann eine wesentliche vorteilhafte Wirkung dahingehend erzielt werden, dass Kondensatoren mit großer Kapazität verwendet werden können und daher die elektromagnetischen Störungen weiter gedämpft werden können.
Vierte Ausführungsform
5 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung einer vierten Ausführungsform. Ein Unterschied der vierten Ausführungsform von der obigen ersten Ausführungsform ist der folgende. Wie in 4 gezeigt, ist die Wechselrichtervorrichtung 3 der obigen dritten Ausführungsform auf eine solche Weise konfiguriert, dass die zwei Schalter 371 und 372 zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 110 und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 vorgesehen ist, um jeweils die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 zu trennen.
Im Gegensatz dazu ist die Wechselrichtervorrichtung 4 der vierten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, auf eine solche Weise konfiguriert, dass ein dritter Schalter 473 zusätzlich vorgesehen ist, um eine Gleichspannungs-Sammelschiene 120 eines Wechselrichters 41 in einem ersten System und eine Gleichspannungs-Sammelschiene 130 eines Wechselrichters 42 in einem zweiten System miteinander zu verbinden, und die Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 wird mittels des dritten Schalters 473 getrennt. Die übrigen Teile sind die gleichen wie diejenigen der obigen dritten Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, und deren Beschreibung wird hier weggelassen.
Der Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 4 wird nachstehend unter Verwendung von 5 beschrieben. Wie bei der Wechselrichtervorrichtung 3 der obigen dritten Ausführungsform ist die Wechselrichtervorrichtung 4 der vierten Ausführungsform ebenfalls auf eine solche Weise konfiguriert, dass jeweils die Schalter 371 und 372 bei den zwei Systemen der Wechselrichter 41 und 42 vorgesehen sind, und dass die Schalter 371 und 372 nur die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 trennen.
Daher kann entweder der Wechselrichter 41 oder 42, je nachdem, welcher gestoppt werden soll, getrennt werden, und der Betrieb kann von entweder dem Wechselrichter 41 oder 42 in einem System allein durchgeführt werden. Die Anwesenheit der Schalter 371 und 372 ermöglicht es den Wechselrichtern 41 und 42 in zwei Systemen, gleichzeitig oder allein betrieben zu werden, und zwar in Abhängigkeit von der Last. Außerdem kann für den Fall, dass eine Störung in einem der Wechselrichter 41 oder 42 auftritt, der Betrieb durchgeführt werden, indem der Wechselrichter getrennt wird, welcher die Störung aufweist.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration ist die Wechselrichtervorrichtung 4 mit dem dritten Schalter 473 versehen. Wenn die zwei Systeme der Wechselrichter 41 und 42 gleichzeitig betrieben werden, werden die Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode und die Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode getrennt. Wenn entweder der Wechselrichter 41 oder dem Wechselrichter 42 allein betrieben wird, dann wird der Schalter 473 in den Leitungszustand gebracht, um die Gleichspannungs-Sammelschiene 120 und die Gleichspannungs-Sammelschiene 130 zu verbinden.
Selbst wenn entweder der Wechselrichter 41 oder der Wechselrichter 42 allein betrieben wird, so wird demzufolge der Kondensator 141 oder 142 in dem anderen Wechselrichter 42 oder 41 verfügbar. Dies ist äquivalent zu einer Wirkung, bei welcher die effektive Kapazität des Kondensators erhöht wird, wenn ein einziger Wechselrichter betrieben wird. Folglich kann eine dahingehende vorteilhafte Wirkung erzielt werden, dass die Zirkulation von elektromagnetischen Störungen innerhalb der Wechselrichter gefördert wird, und die elektromagnetischen Störungen können weiter gedämpft werden.
Die Wechselrichtervorrichtung 4 der vierten Ausführungsform wurde beschrieben, bei welcher der Schalter 473 die Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode jeweils von den Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 trennt. Es versteht sich jedoch, dass die gleichen vorteilhaften Wirkungen erwartet werden können, wenn jeweils die Sammelschienen 121 und 131 auf Seiten der positiven Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 stattdessen getrennt werden.
Wie beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der vierten Ausführungsform mit der gleichen Funktion wie diejenige der obigen ersten Ausführungsform ausgerüstet und auf eine solche Weise ausgebildet, dass der Schalter, welcher die Sammelschienen auf Seiten der positiven oder der negativen Elektrode allein trennt, zwischen den Gleichspannungs-Sammelschienen der zwei Systeme der Wechselrichter vorgesehen ist.
Dies ist äquivalent zu einer Wirkung, bei welcher die effektive Kapazität des Kondensators erhöht wird, wenn ein Wechselrichter allein betrieben wird, indem die die Gleichspannungs-Sammelschienen in den Leitungszustand gebracht werden. Daher kann eine wesentliche vorteilhafte Wirkung dahingehend erzielt werden, dass eine weitere Dämpfung der elektromagnetischen Störungen erwartet werden kann.
Fünfte Ausführungsform
6 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung einer fünften Ausführungsform. 7 ist eine Teilansicht, die die nähere Umgebung von Schaltern von 6 zeigt. Ein Unterschied der fünften Ausführungsform von der obigen ersten Ausführungsform ist der folgende. Wie in 2 gezeigt, sind die zwei Schalter 171 und 172 allein zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 110 und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 in der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform vorgesehen.
Im Gegensatz dazu sind Gleichtaktmodus-Ferritkerne 581 und 582 jeweils bei den Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 so vorgesehen, dass sie jeweils angrenzend mit den Schaltern 171 und 172 in einer Wechselrichtervorrichtung 5 der fünften Ausführungsform verbunden sind, die in 6 gezeigt ist. Die übrigen Teile sind die gleichen wie diejenigen der obigen ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, und deren Beschreibung wird hier weggelassen.
Der Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 5 wird nachstehend unter Verwendung von 6 und 7 beschrieben. Wie bei der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform ist auch die Wechselrichtervorrichtung 5 der fünften Ausführungsform auf eine solche Weise konfiguriert, dass die Schalter 171 und 172 jeweils an den Wechselrichtern 51 bzw. 52 in zwei Systemen vorgesehen sind. Daher kann entweder der Wechselrichter 51 oder 52, je nachdem, welcher gestoppt werden soll, getrennt werden, und der Betrieb kann von entweder dem Wechselrichter 51 oder dem Wechselrichter 52 in einem System allein durchgeführt werden.
Die Anwesenheit der Schalter 171 und 172 ermöglicht es den zwei Systemen der Wechselrichter 51 und 52, gleichzeitig oder allein betrieben zu werden, und zwar in Abhängigkeit von der Last. Außerdem kann für den Fall, dass eine Störung in einem der Wechselrichter 51 oder 52 auftritt, der Betrieb durchgeführt werden, indem der Wechselrichter getrennt wird, welcher die Störung aufweist.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration ist die Wechselrichtervorrichtung 5 der fünften Ausführungsform mit den Gleichtaktmodus-Ferritkernen 581 und 582 auf eine solche Weise versehen, dass die Gleichtaktmodus-Ferritkerne 581 und 582 bei den Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 vorgesehen sind und angrenzend mit der näheren Umgebung der Schalter 171 und 172 verbunden sind. Demgemäß wird die Impedanz des Ferritkerns 581 der Impedanz des Schalters 171 überlagert, und zwar unmittelbar hinter dem Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110, und die Impedanz des Ferritkerns 582 wird der Impedanz des Schalters 172 unmittelbar hinter dem Gleichspannungs-Eingangsanschluss 110 überlagert.
Somit kann die Unterbindungswirkung auf elektromagnetische Störungen verbessert werden, insbesondere auf Gleichtaktstörungen, die von den Schaltvorgängen der Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 bewirkt werden, und die Zirkulation innerhalb der Wechselrichter 51 und 52 wird gefördert. Mit anderen Worten: Ein Entweichen der elektromagnetischen Störungen nach außen der Wechselrichter 51 und 52 kann unterbunden werden, und ein Wechselrichter mit gedämpften elektromagnetischen Störungen kann erhalten werden.
8 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung 6 als eine Modifikation der Wechselrichtervorrichtung der fünften Ausführungsform. 9 ist eine Teilansicht, die die Nähe der Schalter 171 und 172 von 8 zeigt. In der obigen fünften Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in welchem die Gleichtaktmodus-Ferritkerne 581 und 582 jeweils an den Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 vorgesehen sind, so dass sie angrenzend jeweils mit der näheren Umgebung der Schalter 171 und 172 verbunden sind.
Wie in dieser Modifikation beschrieben, können jedoch unabhängige Normalmodus-Ferritkerne 681 und 682 an den Sammelschienen 121 und 131 auf Seiten der positiven Elektrode und den Sammelschienen 122 und 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 vorgesehen sein, und sie können angrenzend mit der näheren Umgebung der Schalter 171 und 172 verbunden sein. In diesem Fall kann eine vorteilhafte Wirkung erzielt werden, und zwar insbesondere bei der Unterdrückung der elektromagnetischen Normalmodus-Störungen, die durch die Schaltvorgänge der Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 verursacht werden.
10 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Wechselrichtervorrichtung 7 als noch eine weitere Modifikation der Wechselrichtervorrichtung der fünften Ausführungsform. 11 ist eine Teilansicht, die die Nähe der Schalter 171 und 172 von 10 zeigt. Wie in dieser Modifikation beschrieben, können Gleichtaktmodus-Ferritkerne 581 und 582 sowie Normalmodus-Ferritkerne 681 und 682 vorgesehen sein, und zwar jeweils an den Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 und angrenzend verbunden jeweils mit der näheren Umgebung der Schalter 171 und 172, so dass die erstgenannten und die letztgenannten in Kombination verwendet werden.
Demzufolge kann die Unterbindungswirkung nicht nur für die elektromagnetischen Gleichtakt-Störungen, sondern auch für die elektromagnetischen Normalmodus-Störungen erzielt werden, die von den Schaltvorgängen der Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 erzeugt werden.
Wie oben beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der fünften Ausführungsform mit der gleichen Funktion wie diejenige der obigen ersten Ausführungsform ausgerüstet, und sie ist zusätzlich mit Ferritkernen versehen, die elektromagnetische Störungen auf die Gleichspannungs-Sammelschienen der Wechselrichter verringern. Demzufolge kann eine wesentliche vorteilhafte Wirkung erzielt werden, dass Impedanzen überlagert werden, und daher kann eine dahingehende Wirkung erwartet werden, dass die elektromagnetischen Störungen gedämpft werden.
In der fünften Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei welchen Ferritkerne verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass Kerne nicht auf die Ferritkerne beschränkt sind, und dass aus anderen Materialien hergestellte Kerne ebenfalls verwendet werden können.
Sechste Ausführungsform
12A und 12B zeigen Teilansichten, die die nähere Umgebung von Schaltern einer Wechselrichtervorrichtung einer sechsten Ausführungsform erläutern. Wie in 12A und 12B gezeigt, nimmt die sechste Ausführungsform eine Struktur an, bei welcher eine Sammelschiene 121 auf Seiten der positiven Elektrode und eine Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode einer Gleichspannungs-Sammelschiene 120 sowie eine Sammelschiene 131 auf Seiten der positiven Elektrode und eine Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode einer Gleichspannungs-Sammelschiene 130 in engem Kontakt miteinander stehen, wobei ein Isoliermaterial dazwischen sandwichartig eingefügt ist, mit Ausnahme der näheren Umgebung der Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 110. Die schematische Konfigurationsansicht der Wechselrichtervorrichtung 6 der sechsten Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige der Wechselrichtervorrichtung 1 der obigen ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. Sie wird hier weggelassen.
Die Struktur der Gleichspannungs-Sammelschienen der Wechselrichtervorrichtung 6 der sechsten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben. 12A ist eine Teilansicht, die die Nähe der Schalter 171 und 172 zeigt, und 12B ist ein Querschnitt in einem Bereich entlang der Linie A-A (Linie B-B).
Wie in 12 gezeigt, sind die Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 110 mit den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen 120 und 130 über die Schalter 171 bzw. 172 verbunden. Sowohl die Sammelschiene 121 auf Seiten der positiven Elektrode, als auch die Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschiene 120 in der näheren Umgebung des Schalters 171 sind von einer flachen Schichtstruktur. Ferner sind die Breiten vergrößert, so dass ein Struktur gebildet wird, bei welcher die Sammelschiene 121 auf Seiten der positiven Elektrode und die Sammelschiene 122 auf Seiten der negativen Elektrode in engem Kontakt miteinander stehen, wobei ein dünnes Isoliermaterial 701 dazwischen sandwichartig eingefügt ist.
Auf ähnliche Weise sind sowohl die Sammelschiene 131 auf Seiten der positiven Elektrode, als auch die Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschiene 130 in der Nähe des Schalters 172 aus einer flachen Schichtstruktur. Ferner sind die Breiten vergrößert, um eine Struktur zu bilden, bei welcher die Sammelschiene 131 auf Seiten der positiven Elektrode und die Sammelschiene 132 auf Seiten der negativen Elektrode in engem Kontakt miteinander stehen, wobei ein dünnes Isoliermaterial 702 dazwischen sandwichartig eingefügt ist.
Demgemäß wird die Gegeninduktivität in dem engen Kontaktbereich verringert, und es kann ein Beitrag zu einer Verringerung der elektromagnetischen Normalmodus-Störungen geleistet werden, die von den Schaltvorgängen der Leistungshalbleiter-Elemente 151, 152, 153, 161, 162 und 163 verursacht werden.
Wie beschrieben, ist die Wechselrichtervorrichtung der sechsten Ausführungsform mit der gleichen Funktion ausgestattet wie diejenige der obigen ersten Ausführungsform, und sie nimmt ferner eine Struktur an, bei welcher die Sammelschiene auf Seiten der positiven Elektrode und die Sammelschiene auf Seiten der negativen Elektrode der Gleichspannungs-Sammelschiene in engem Kontakt miteinander stehen, wobei ein Isoliermaterial dazwischen sandwichartig eingefügt ist. Folglich kann eine dahingehende wesentliche vorteilhafte Wirkung erzielt werden, dass die Gegeninduktivität verringert wird, und daher kann eine dahingehende Wirkung erwartet werden, dass die elektromagnetischen Normalmodus-Störungen verringert werden.
Siebente Ausführungsform
13A und 13B zeigen schematische Konfigurationsansichten eines Elektromotors mit integriertem Wechselrichter einer siebenten Ausführungsform. Wie in 13A und 13B gezeigt, nimmt ein Elektromotor 1000 mit integriertem Wechselrichter eine Struktur an, bei welcher eine Wechselrichtervorrichtung 1001 und ein Elektromotor 1002 in einem Stück ausgebildet sind. Eine schematische Konfigurationsansicht der Wechselrichtervorrichtung 1001 der siebenten Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige der Wechselrichtervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform, die oben in 2 gezeigt ist, und deren detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen.
13A ist eine Vorderansicht des Elektromotors 1000 mit integriertem Wechselrichter, und 13B ist eine Seitenansicht. Der Elektromotor 1000 mit integriertem Wechselrichter hat eine vorbeugende Maßnahme gegen elektromagnetische Störungen in den Wechselrichtern und ist mit dem Elektromotor 1002 integriert ausgebildet. Indem die äußere Form so angepasst wird, dass sie der Größe des Elektromotors 1002 entspricht, kann also die Lagerkapazität verbessert werden. Die Wechselrichtervorrichtung 1001, die hierin verwendet wird, kann irgendeine der oben beschriebenen Wechselrichtervorrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Elektromotor mit integriertem Wechselrichter der siebenten Ausführungsform mit den gleichen Funktionen als ein Wechselrichter ausgestattet wie diejenigen der ersten bis sechsten Ausführungsform. Da auch der Wechselrichter mit dem Elektromotor integriert ausgebildet ist, kann eine wesentliche dahingehende Wirkung erzielt werden, dass nicht nur ein Elektromotor durch den Wechselrichter mit verringerten elektromagnetischen Störungen erhalten werden kann, sondern dass auch die Größe verringert werden kann.
Diese Ausführungsform hat den Fall beschrieben, bei welchem ein zylindrisches Metallgehäuse verwendet wird. Es sei jedoch angemerkt, dass das Gehäuse nicht auf ein Metallgehäuse beschränkt ist. Genauer gesagt: Das Gehäuse kann eine Kühleinrichtung einer Struktur sein, bei welcher ein innerer Kanal dazu vorgesehen ist, dass ein Kühlmittel hindurchströmt.
Es versteht sich, dass die jeweiligen Ausführungsformen der Erfindung frei ohne Einschränkungen kombiniert werden können, und dass die jeweiligen Ausführungsformen modifiziert oder weggelassen werden können, und zwar je nach Bedarf und im Umfang und Geist der Erfindung.
Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder äquivalente Teile in allen Zeichnungen.
Bezugszeichenliste

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 1001: Wechselrichtervorrichtung
100: Metallgehäuse
101: Innenwand
110: Gleichspannungs-Eingangsanschluss
11, 21, 31, 41, 51 und 61: Wechselrichter im ersten System
12, 22, 32, 42, 52 und 62: Wechselrichter im zweiten System
120 und 130: Gleichspannungs-Sammelschiene
121 und 131: Sammelschiene auf Seiten der positiven Elektrode
122 und 132: Sammelschiene auf Seiten der negativen Elektrode
23, 24, 141 und 142: Kondensator
15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b, 19a, 19b, 20a, 20b, 151, 152, 153, 161, 162 und 163: Leistungshalbleiter-Element
13a, 13b, 14a, 14b, 171, 172, 273, 371, 372 und 473: Schalter
581 und 582: Gleichtaktmodus-Ferritkern
681 und 682: Normalmodus-Ferritkern
701 und 702: Isoliermaterial
1000: Elektromotor mit integriertem Wechselrichter
1002: Elektromotor

Claims

Wechselrichtervorrichtung, die Folgendes aufweist: Leistungshalbleiter-Elementgruppen, die jeweils zwei Systeme von Wechselrichtern bilden, die jeweils Gleichspannung in Wechselspannung umwandeln; Gleichspannungs-Sammelschienen, durch welche Gleichspannung den entsprechenden Leistungshalbleiter-Elementgruppen zugeführt wird; Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse, die mit den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden sind, um Gleichspannung von einer externen Energieversorgung zuzuführen, die mit den Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden ist; erste und zweite Schalter, die zwischen den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen und den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen vorgesehen sind, um die jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen so umzuschalten, dass sie elektrisch leitend oder getrennt sind; und Kondensatoren, welche mit den jeweiligen Gleichspannungs-Sammelschienen verbunden sind, wobei die Impedanzen in einem Hochfrequenzbereich der ersten und zweiten Schalter so eingestellt sind, dass sie höher sind als Impedanzen der Gleichspannungs-Sammelschienen.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylindrisches Metallgehäuse vorgesehen ist; und dass die Leistungshalbleiter-Elementgruppen, die Gleichspannungs-Sammelschienen, die Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse und die Kondensatoren innerhalb des Metallgehäuses aufgenommen sind.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Schalter innerhalb des Metallgehäuses aufgenommen sind.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Schalter so vorgesehen ist, dass er die Gleichspannungs-Sammelschienen miteinander verbindet.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten bis dritten Schalter es erlauben, dass nur eine von Sammelschiene auf Seiten der positiven Elektrode und Sammelschiene auf Seiten der negativen Elektrode, die jede Gleichspannungs-Sammelschiene bilden, elektrisch leitend oder getrennt sind.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kerne an den Gleichspannungs-Sammelschienen vorgesehen sind.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungs-Sammelschienen wie ein flacher Flächenkörper geformt sind; und dass eine Sammelschiene auf Seiten der positiven Elektrode und eine Sammelschiene auf Seiten der negativen Elektrode jeder der Gleichspannungs-Sammelschienen über ein Isoliermaterial miteinander verbunden sind.
Elektromotor mit integriertem Wechselrichter, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtervorrichtung, die in einem der Ansprüche 1 bis 7 angegeben ist, mit einem Elektromotor integriert ist.