JP2001211690A - インバータ駆動型交流回転電機装置 - Google Patents
インバータ駆動型交流回転電機装置Info
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- JP2001211690A JP2001211690A JP2000013807A JP2000013807A JP2001211690A JP 2001211690 A JP2001211690 A JP 2001211690A JP 2000013807 A JP2000013807 A JP 2000013807A JP 2000013807 A JP2000013807 A JP 2000013807A JP 2001211690 A JP2001211690 A JP 2001211690A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構造を複雑化することなく、従来より格段にス
テ−タ振動、騒音を低減可能なインバータ駆動型交流回
転電機装置を提供すること。 【解決手段】インバータ２から出力されるＰＷＭ変調電
流のキャリヤ成分又はその所定次数の高調波成分の周波
数を、交流回転電機３の電機子コイル３４の一部とそれ
と並列接続されるコンデンサ４とにより構成される並列
共振回路の共振周波数に略等しくする。これにより、電
機子鉄心の振動、騒音を低減することができる。
テ−タ振動、騒音を低減可能なインバータ駆動型交流回
転電機装置を提供すること。 【解決手段】インバータ２から出力されるＰＷＭ変調電
流のキャリヤ成分又はその所定次数の高調波成分の周波
数を、交流回転電機３の電機子コイル３４の一部とそれ
と並列接続されるコンデンサ４とにより構成される並列
共振回路の共振周波数に略等しくする。これにより、電
機子鉄心の振動、騒音を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバ−タ駆動さ
れる交流回転電機を有するインバータ駆動型交流回転電
機装置に関する。
れる交流回転電機を有するインバータ駆動型交流回転電
機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、交流回転電機、特にインバ−
タ駆動される交流回転電機のステ−タの振動に起因する
騒音の低減が要望されており、特開平１０−２９５０５
０号公報は、ステ−タの振動のいわゆる節の部分でステ
−タをモ−タブラケットに固定することにより、モ−タ
ブラケット側に伝播するステ−タ振動を低減し、モ−タ
の振動、騒音を低減することを提案している。
タ駆動される交流回転電機のステ−タの振動に起因する
騒音の低減が要望されており、特開平１０−２９５０５
０号公報は、ステ−タの振動のいわゆる節の部分でステ
−タをモ−タブラケットに固定することにより、モ−タ
ブラケット側に伝播するステ−タ振動を低減し、モ−タ
の振動、騒音を低減することを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、ステ−タを局部支持するためステ−タ支持
構造が複雑化し、また振動の節位置のみを支持すること
は簡単ではないという構造上、作業上の問題があった。
更に、ステ−タ自体の振動低減を図るものではないた
め、モ−タブラケットの振動、騒音を低減できても、局
部支持されたステ−タ自体は自由振動状態となり、かつ
振動質量が小さくなるのでステ−タの振動、騒音周波数
が高くなって、特に開放型モ−タ構造では耳障りとなっ
てしまうという問題があった。
来技術では、ステ−タを局部支持するためステ−タ支持
構造が複雑化し、また振動の節位置のみを支持すること
は簡単ではないという構造上、作業上の問題があった。
更に、ステ−タ自体の振動低減を図るものではないた
め、モ−タブラケットの振動、騒音を低減できても、局
部支持されたステ−タ自体は自由振動状態となり、かつ
振動質量が小さくなるのでステ−タの振動、騒音周波数
が高くなって、特に開放型モ−タ構造では耳障りとなっ
てしまうという問題があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、構造を複雑化することなく、従来より格段にステ
−タ振動、騒音を低減可能なインバータ駆動型交流回転
電機装置を提供することをその目的としている。
あり、構造を複雑化することなく、従来より格段にステ
−タ振動、騒音を低減可能なインバータ駆動型交流回転
電機装置を提供することをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載したイン
バータ駆動型交流回転電機装置によれば、インバータか
ら出力されるＰＷＭ変調電流のキャリヤ成分又はその所
定次数の高調波成分の周波数を、交流回転電機の電機子
コイルの一部とそれと並列接続されるコンデンサとによ
り構成される並列共振回路の共振周波数に略等しくされ
る。なお、本明細書で言う略等しいとは、−５〜＋５％
の範囲内と定義する。このようにすれば、キャリヤ電流
は前記並列共振回路からほとんど出力されず、その結
果、電機子コイルの残部、インバータのスイッチング素
子及び配線にはキャリヤ電流がほとんど流れない。これ
により、電機子鉄心の振動、騒音を大幅に低減すること
ができる。
バータ駆動型交流回転電機装置によれば、インバータか
ら出力されるＰＷＭ変調電流のキャリヤ成分又はその所
定次数の高調波成分の周波数を、交流回転電機の電機子
コイルの一部とそれと並列接続されるコンデンサとによ
り構成される並列共振回路の共振周波数に略等しくされ
る。なお、本明細書で言う略等しいとは、−５〜＋５％
の範囲内と定義する。このようにすれば、キャリヤ電流
は前記並列共振回路からほとんど出力されず、その結
果、電機子コイルの残部、インバータのスイッチング素
子及び配線にはキャリヤ電流がほとんど流れない。これ
により、電機子鉄心の振動、騒音を大幅に低減すること
ができる。
【０００６】更に説明する。
【０００７】本発明者らは、電機子鉄心の振動、騒音が
ＰＷＭ変調された電機子電流のうちキャリア成分の高調
波に大きく依存することを見出した。これを低減するた
めには、低損失の電機子コイルと直列にロ−パスフィル
タあるいは並列共振回路を接続すればよいが、このよう
にすると、大きなリアクタンス素子（コア巻きコイル）
を必要として体格、コストが増大し、その損失も増大す
る。
ＰＷＭ変調された電機子電流のうちキャリア成分の高調
波に大きく依存することを見出した。これを低減するた
めには、低損失の電機子コイルと直列にロ−パスフィル
タあるいは並列共振回路を接続すればよいが、このよう
にすると、大きなリアクタンス素子（コア巻きコイル）
を必要として体格、コストが増大し、その損失も増大す
る。
【０００８】そこで、本発明では、交流回転電機の電機
子コイルの一部とコンデンサとで並列共振回路を構成
し、その共振周波数をキャリヤ電流の基底周波数又はそ
の高調波成分の周波数に一致させることにより、この並
列共振回路と直列接続される電機子コイルの残部へのキ
ャリヤ電流を低減あるいは阻止する。これにより、体
格、損失の増大を抑止しつつ、電機子コイル全体のキャ
リヤ電流による磁気力を減らして、電機子鉄心の振動や
それによる騒音を低減する。
子コイルの一部とコンデンサとで並列共振回路を構成
し、その共振周波数をキャリヤ電流の基底周波数又はそ
の高調波成分の周波数に一致させることにより、この並
列共振回路と直列接続される電機子コイルの残部へのキ
ャリヤ電流を低減あるいは阻止する。これにより、体
格、損失の増大を抑止しつつ、電機子コイル全体のキャ
リヤ電流による磁気力を減らして、電機子鉄心の振動や
それによる騒音を低減する。
【０００９】本発明によれば更に、インバータのスイッ
チング素子や配線のキャリヤ電流及び電機子コイル残部
のキャリヤ電流を低減するので、電流鉄心の鉄損、配線
やスイッチング素子の銅損も低減することができ、更
に、配線などが発するキャリヤ電流の高調波による電磁
波ノイズも低減することができる。
チング素子や配線のキャリヤ電流及び電機子コイル残部
のキャリヤ電流を低減するので、電流鉄心の鉄損、配線
やスイッチング素子の銅損も低減することができ、更
に、配線などが発するキャリヤ電流の高調波による電磁
波ノイズも低減することができる。
【００１０】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
のインバータ駆動型交流回転電機装置において更に、コ
ンデンサは、電機子コイルの相コイルの一部と並列接続
される。このようにすれば、相コイルの残部へのキャリ
ヤ電流の通電を阻止又は低減して、上記効果を奏するこ
とができる。なお、コンデンサは相コイル全てに個別に
設けてもよく、一部の相コイルだけに設けてもよい。
のインバータ駆動型交流回転電機装置において更に、コ
ンデンサは、電機子コイルの相コイルの一部と並列接続
される。このようにすれば、相コイルの残部へのキャリ
ヤ電流の通電を阻止又は低減して、上記効果を奏するこ
とができる。なお、コンデンサは相コイル全てに個別に
設けてもよく、一部の相コイルだけに設けてもよい。
【００１１】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
のインバータ駆動型交流回転電機装置において更に、コ
ンデンサは、電機子コイルを構成する三つの相コイルの
二つのそれぞれ一部を直列接続した部分と並列接続され
る。このようにすれば、相コイルの残部へのキャリヤ電
流の通電を阻止又は低減して、上記効果を奏することが
できる。なお、コンデンサは相コイル全てに個別に設け
てもよく、一部の相コイルだけに設けてもよい。・貴実
施例説明にて、並列共振回路でＬとＣとに電流が均等に
流れるという意味がやや理解できなかったため、貴数式
説明部分は省略しました。この数式部分がなくても本件
発明の実施例サポ−トに支障はありません。私見では、
ＬとＣとの電流方向が逆となっていると思いますが。
のインバータ駆動型交流回転電機装置において更に、コ
ンデンサは、電機子コイルを構成する三つの相コイルの
二つのそれぞれ一部を直列接続した部分と並列接続され
る。このようにすれば、相コイルの残部へのキャリヤ電
流の通電を阻止又は低減して、上記効果を奏することが
できる。なお、コンデンサは相コイル全てに個別に設け
てもよく、一部の相コイルだけに設けてもよい。・貴実
施例説明にて、並列共振回路でＬとＣとに電流が均等に
流れるという意味がやや理解できなかったため、貴数式
説明部分は省略しました。この数式部分がなくても本件
発明の実施例サポ−トに支障はありません。私見では、
ＬとＣとの電流方向が逆となっていると思いますが。
【００１２】
【発明を実施するための態様】本発明のインバータ駆動
型交流回転電機装置の好適な態様を以下の実施例により
具体的に説明する。
型交流回転電機装置の好適な態様を以下の実施例により
具体的に説明する。
【００１３】
【実施例１】実施例１のインバータ駆動型交流回転電機
装置の回路図を図１に示す。
装置の回路図を図１に示す。
【００１４】１はバッテリ、２は三相インバ−タ（本発
明で言うインバータ）、３は交流回転電機、４はコンデ
ンサである。
明で言うインバータ）、３は交流回転電機、４はコンデ
ンサである。
【００１５】三相インバ−タ２は、６個のスイッチング
トランジスタ２１のエミッタ・コレクタ間にフライホイ
ルダイオ−ド２２を逆並列接続してなる周知の三相ブリ
ッジ構成を有する。各スイッチングトランジスタ２１は
図示しないコントロ−ラによりＰＷＭ制御される。ＰＷ
Ｍ変調のキャリヤ周波数はたとえば５ｋＨｚとされる。
トランジスタ２１のエミッタ・コレクタ間にフライホイ
ルダイオ−ド２２を逆並列接続してなる周知の三相ブリ
ッジ構成を有する。各スイッチングトランジスタ２１は
図示しないコントロ−ラによりＰＷＭ制御される。ＰＷ
Ｍ変調のキャリヤ周波数はたとえば５ｋＨｚとされる。
【００１６】交流回転電機３は、三相星型接続された三
つの相コイル３１〜３３からなる電機子コイル３４を有
し、相コイル３１〜３３の各一端は接続されて中性点を
なし、各他端は三相インバ−タ２の三つの交流出力端２
３〜２５から個別に給電されている。各相コイル３１〜
３３は、それぞれ所定タ−ンの位置にて引き出し線３５
〜３７を有している。
つの相コイル３１〜３３からなる電機子コイル３４を有
し、相コイル３１〜３３の各一端は接続されて中性点を
なし、各他端は三相インバ−タ２の三つの交流出力端２
３〜２５から個別に給電されている。各相コイル３１〜
３３は、それぞれ所定タ−ンの位置にて引き出し線３５
〜３７を有している。
【００１７】三つコンデンサ４は、各相コイル３１〜３
３のインバータ側の端部と上記引き出し線３５〜３７と
の間に接続される。その結果、一相分だけを等価回路と
して図示すれば、各相コイル３１〜３３は、図２に示す
ように、コンデンサ４と並列接続される並列接続部分３
８と、コンデンサと直列接続される直列接続部分３９と
により構成されることになる。本実施例では、コンデン
サ４と相コイル３１〜３３の並列接続部分３８とからな
る並列共振回路の共振周波数をキャリヤ周波数（５ｋＨ
ｚ）に等しく設定する。
３のインバータ側の端部と上記引き出し線３５〜３７と
の間に接続される。その結果、一相分だけを等価回路と
して図示すれば、各相コイル３１〜３３は、図２に示す
ように、コンデンサ４と並列接続される並列接続部分３
８と、コンデンサと直列接続される直列接続部分３９と
により構成されることになる。本実施例では、コンデン
サ４と相コイル３１〜３３の並列接続部分３８とからな
る並列共振回路の共振周波数をキャリヤ周波数（５ｋＨ
ｚ）に等しく設定する。
【００１８】なお、相コイル３１〜３３の並列接続部分
３８のタ−ン数は小さいほど、この並列接続部分３８を
流れる共振周波数電流成分による電磁加振力を減らすこ
とができるが、並列接続部分３８のインダクタンスが小
さくなる分、コンデンサ４を大型化する必要が生じる。
３８のタ−ン数は小さいほど、この並列接続部分３８を
流れる共振周波数電流成分による電磁加振力を減らすこ
とができるが、並列接続部分３８のインダクタンスが小
さくなる分、コンデンサ４を大型化する必要が生じる。
【００１９】（作用効果）このようにすれば、この並列
共振回路の等価インピ−ダンスがキャリヤ周波数に対し
て理論的には無限大となるので、インバータ２、インバ
ータ２と交流回転電機３とを結ぶ配線、相コイル３１〜
３３の直列接続部分３９を流れるキャリヤ電流の基底周
波数成分をカットすることができ、相コイル３１〜３３
の直列接続部分３９はキャリヤ電流の基底周波数成分に
おいて磁気力を発生せず、それに強く依存する電機子鉄
心の振動、騒音を低減することができる。また、インバ
ータ２、インバータ２と交流回転電機３とを結ぶ配線、
相コイル３１〜３３の直列接続部分３９を流れるキャリ
ヤ電流の基底周波数成分により生じる損失（ヒステリシ
ス損、渦電流損、銅損）や電磁波ノイズも低減すること
ができる。 （変形態様）上記三相星型接続の電機子コイルにおい
て、コンデンサ４は中性点と引き出し線３５〜３７との
間に配置してもよい。また、電機子コイルはΔ接続して
もよい。
共振回路の等価インピ−ダンスがキャリヤ周波数に対し
て理論的には無限大となるので、インバータ２、インバ
ータ２と交流回転電機３とを結ぶ配線、相コイル３１〜
３３の直列接続部分３９を流れるキャリヤ電流の基底周
波数成分をカットすることができ、相コイル３１〜３３
の直列接続部分３９はキャリヤ電流の基底周波数成分に
おいて磁気力を発生せず、それに強く依存する電機子鉄
心の振動、騒音を低減することができる。また、インバ
ータ２、インバータ２と交流回転電機３とを結ぶ配線、
相コイル３１〜３３の直列接続部分３９を流れるキャリ
ヤ電流の基底周波数成分により生じる損失（ヒステリシ
ス損、渦電流損、銅損）や電磁波ノイズも低減すること
ができる。 （変形態様）上記三相星型接続の電機子コイルにおい
て、コンデンサ４は中性点と引き出し線３５〜３７との
間に配置してもよい。また、電機子コイルはΔ接続して
もよい。
【００２０】
【実施例２】他の実施例を図３に示す。
【００２１】この実施例は、コンデンサ４を、引き出し
線３５〜３７間に接続したものであり、実施例１と同様
の作用効果を奏することができる。 （変形例）上記各実施例では、インバータ駆動の交流回
転電機の電機子コイルの一部にコンデンサを並列接続す
ることにより、装置全体の電機子鉄心の振動、騒音を大
幅し、電力損失低減、インバータを流れるピーク電流の
低減、ライン電磁波ノイズの低減を図ったが、交流回転
電機に代えてトランスを用いても、このインバータから
交流電流を供給されるトランスの電磁鉄心の振動、騒音
を大幅し、電力損失低減、インバータを流れるピーク電
流の低減、ライン電磁波ノイズの低減を図ることができ
る。すなわち、各図において、３を所定相数のトランス
とし、３１〜３３をその一次コイルとすればよい。
線３５〜３７間に接続したものであり、実施例１と同様
の作用効果を奏することができる。 （変形例）上記各実施例では、インバータ駆動の交流回
転電機の電機子コイルの一部にコンデンサを並列接続す
ることにより、装置全体の電機子鉄心の振動、騒音を大
幅し、電力損失低減、インバータを流れるピーク電流の
低減、ライン電磁波ノイズの低減を図ったが、交流回転
電機に代えてトランスを用いても、このインバータから
交流電流を供給されるトランスの電磁鉄心の振動、騒音
を大幅し、電力損失低減、インバータを流れるピーク電
流の低減、ライン電磁波ノイズの低減を図ることができ
る。すなわち、各図において、３を所定相数のトランス
とし、３１〜３３をその一次コイルとすればよい。
【図１】実施例１のインバータ駆動型交流回転電機装置
の一実施例を示す回路図である。
の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の相コイル及びコンデンサの接続を示す回
路図である。
路図である。
【図３】実施例２のインバータ駆動型交流回転電機装置
の相コイル及びコンデンサの接続を示す回路図である。
の相コイル及びコンデンサの接続を示す回路図である。
１…バッテリ ２…三相インバ−タ（インバータ） ３…交流回転電機 ４…コンデンサ
Claims (3)
- 【請求項１】交流回転電機と、所定の搬送周波数でパル
ス幅変調された電圧を前記交流回転電機の電機子コイル
に印加するインバ−タとを備えるインバータ駆動型交流
回転電機装置において、 前記交流回転電機の電機子コイルの一部と並列接続され
るコンデンサを備え、 前記コンデンサと前記コンデンサと並列接続される前記
電機子コイルの一部とにより形成される並列共振回路の
共振周波数は、前記搬送周波数又はその所定次数の高調
波の周波数に略等しく設定されることを特徴とするイン
バータ駆動型交流回転電機装置。 - 【請求項２】請求項１記載のインバータ駆動型交流回転
電機装置において、 前記コンデンサは、前記電機子コイルの相コイルの一部
と並列接続されることを特徴とするインバータ駆動型交
流回転電機装置。 - 【請求項３】請求項１記載のインバータ駆動型交流回転
電機装置において、 前記コンデンサは、前記電機子コイルを構成する三つの
相コイルの二つのそれぞれ一部を直列接続した部分と並
列接続されることを特徴とするインバータ駆動型交流回
転電機装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013807A JP2001211690A (ja) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | インバータ駆動型交流回転電機装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013807A JP2001211690A (ja) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | インバータ駆動型交流回転電機装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211690A true JP2001211690A (ja) | 2001-08-03 |
| JP2001211690A5 JP2001211690A5 (ja) | 2006-07-20 |
Family
ID=18541346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000013807A Pending JP2001211690A (ja) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | インバータ駆動型交流回転電機装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001211690A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006038545A1 (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Daikin Industries, Ltd. | 電力変換装置 |
| JP2007110876A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Yaskawa Electric Corp | アクチュエータ巻線とこれを用いたアクチュエータおよび駆動システム |
| JP2008301551A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機 |
| JP2009219234A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Nippon Soken Inc | 三相交流回転電機 |
| JP2010246391A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-10-28 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| WO2012062376A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | Abb Research Ltd | A rotating electrical machine and corresponding method |
| JP2015528269A (ja) * | 2012-07-03 | 2015-09-24 | ボンバルディアー トランスポーテーション ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車両を動作させるための電力供給システム、車両及び方法 |
| CN110535400A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-12-03 | 戴明途 | 一种基于能量补偿的节能电动机装置 |
-
2000
- 2000-01-24 JP JP2000013807A patent/JP2001211690A/ja active Pending
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