JP5205595B2 - Power converter and motor drive system - Google Patents

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Description

本発明は、インバータ内部に設けられたパワーモジュールの配置およびコンデンサの配置に関するものである。   The present invention relates to the arrangement of power modules and capacitors arranged in an inverter.

インバータなどの電力変換装置の主要部品であって、パワートランジスタを2個直列接続し、このパワートランジスタにそれぞれダイオードを逆並列に接続した構成からなるパワーモジュールは、スイッチングモジュールとも、半導体モジュールとも称されて、電源から入力される直流を交流に変換して出力するのに重要な役割を果す。このパワーモジュールの配置に関する発明としては従来、例えば特許文献1に記載のごときものが知られている。
特許文献1に記載のインバータ装置は、電源と接続し正負の端子からなる直流入力部を中心として、パワーモジュールを放射状に配設したものである。このパワーモジュールは交流の各相毎に必要であり、少なくとも交流の相数と同数のパワーモジュールが必要となる。
交流の相数が3相であれば、電力変換装置は3個のパワーモジュールを具える。これらパワーモジュールが直流を交流に変換する際には、スイッチングに伴い高周波のリプル電流が生じる。またパワーモジュールのターンオフ時にはサージ電圧が生じる。このため、リプル電流を平滑化し、サージ電圧を吸収するコンデンサを具える必要がある。引用文献1に記載のインバータ装置は、絶縁層を挟んで一体成型した正負の電極を、パワーモジュールの上部に積層して配し、当該電極の上部にコンデンサを配置して、各パワーモジュールと、各コンデンサを低インピーダンスで接続するとともに、小スペースな電力変換装置としている。
特開平7−245968号公報
A power module, which is a main component of a power conversion device such as an inverter, and has a configuration in which two power transistors are connected in series and a diode is connected in antiparallel to each of the power transistors, is also called a switching module or a semiconductor module. Therefore, it plays an important role in converting the direct current input from the power source into alternating current and outputting it. As an invention relating to the arrangement of the power module, there is conventionally known an invention such as that described in Patent Document 1, for example.
In the inverter device described in Patent Document 1, a power module is radially arranged around a DC input unit that is connected to a power source and includes positive and negative terminals. This power module is necessary for each AC phase, and at least as many power modules as the number of AC phases are required.
If the number of alternating current phases is three, the power conversion device includes three power modules. When these power modules convert direct current into alternating current, a high-frequency ripple current is generated with switching. A surge voltage is generated when the power module is turned off. For this reason, it is necessary to provide a capacitor that smoothes the ripple current and absorbs the surge voltage. In the inverter device described in the cited document 1, positive and negative electrodes integrally molded with an insulating layer interposed therebetween are arranged on the upper part of the power module, a capacitor is arranged on the upper part of the electrode, each power module, Each capacitor is connected with a low impedance, and a small space power converter is provided.
JP-A-7-245968

しかしながら、上記従来のようなインバータ装置にあっては、なおも以下に説明するような問題を生ずる。つまりこれらパワーモジュールとコンデンサを低インピーダンスで接続しても、コンデンサ自身の負荷を低減して、コンデンサそのものの小型化に寄与するものではない。   However, the conventional inverter device still has problems as described below. In other words, even if these power modules and capacitors are connected with low impedance, the load on the capacitors themselves is not reduced and it does not contribute to downsizing of the capacitors themselves.

本発明は、上述の実情に鑑み、パワーモジュールへのサージ電流が大きくなることを回避しつつ、コンデンサを小型化することができる電力変換装置を提案するものである。   In view of the above circumstances, the present invention proposes a power converter that can reduce the size of a capacitor while avoiding an increase in surge current to the power module.

この目的のため本発明による電力変換装置は、請求項1に記載のごとく、
直流電流を多相交流電流に変換して多相交流モータに供給する電力変換装置において、直流端子から入力される直流電流を多相交流電流に変換して交流端子へ出力する複数のパワーモジュールと、各パワーモジュールに各々近接配置されるコンデンサと、1つの相におけるパワーモジュールと、他の相におけるパワーモジュールとのインピーダンスが、前記パワーモジュールとコンデンサの間のインピーダンスよりも小さくなるように各相パワーモジュール同士及び複数のコンデンサを電気的に接続するバスバとを備えることを特徴としたものである。
For this purpose, the power converter according to the invention is as described in claim 1,
A power converter for converting a DC current into a polyphase AC current and supplying the same to a multiphase AC motor; a plurality of power modules for converting a DC current input from the DC terminal into a polyphase AC current and outputting the same to the AC terminal; The power of each phase is set so that the impedance of the capacitor disposed close to each power module, the power module in one phase, and the power module in the other phase is smaller than the impedance between the power module and the capacitor. And a bus bar that electrically connects modules and a plurality of capacitors.

かかる本発明の構成によれば、一の相に設けたパワーモジュールと他の相に設けたパワーモジュールとの間を電気的に接続する相間電流経路のインピーダンスが、各相内で前記パワーモジュールおよび前記コンデンサを電気的に接続する相内電流経路のインピーダンスよりも小さくなるよう構成したことから、相間でリプル電流のキャンセルを大きくすることが可能となり、この結果、コンデンサに流れるリプル電流を小さくすることができる。したがって、コンデンサそのものを小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置の小型化を実現することができる。また、パワーモジュールおよびコンデンサを各パワーモジュールに各々近接配置したことから、コンデンサを各パワーモジュールに対して低インピーダンスに接続することにより、サージ電流を予め小さくすることが可能となってコンデンサそのものを一層小型化することができる。   According to such a configuration of the present invention, the impedance of the interphase current path that electrically connects the power module provided in one phase and the power module provided in the other phase has the power module and Since it is configured to be smaller than the impedance of the in-phase current path that electrically connects the capacitor, it becomes possible to increase the cancellation of the ripple current between the phases, and as a result, the ripple current flowing through the capacitor can be reduced. Can do. Therefore, it is possible to reduce the size of the capacitor itself, and consequently, it is possible to reduce the size of the power converter. In addition, since the power module and the capacitor are disposed close to each power module, the surge current can be reduced in advance by connecting the capacitor to each power module with a low impedance, and the capacitor itself can be further reduced. It can be downsized.

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例になる電力変換装置を具えた多相交流モータの縦断面図である。多相交流モータ12は3相以上からなる複数相の交流によって運転する周知のものである。多相交流モータ12は、多相交流モータ12の外郭を形成するモータケース13と、このモータケース13に回転自在に軸支された円筒形状のロータ14と、このロータ14を取り囲むように配設された中空円筒形状のステータ15と、このステータに電力を供給する電力変換装置1からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a multiphase AC motor provided with a power converter according to an embodiment of the present invention. The multiphase AC motor 12 is a well-known one that is operated by a plurality of phases of alternating current consisting of three or more phases. The multiphase AC motor 12 includes a motor case 13 that forms an outline of the multiphase AC motor 12, a cylindrical rotor 14 that is rotatably supported by the motor case 13, and a rotor 14 that surrounds the rotor 14. The hollow cylindrical stator 15 and the power conversion device 1 for supplying electric power to the stator.

ステータ15の内周面には複数のステータ鉄心16を、周方向等間隔に配設する。ステータ鉄心16の基端はステータ15の内周面に固定され、ステータ鉄心16の先端は、わずかな空隙19を介してロータ14の外周面に指向する。各ステータ鉄心16には導線を巻回してモータコイル17とする。そしてモータコイル17の導線端を、ステータ15の端面に隣接配置した電力変換装置1のパワーモジュールに接続する。電力変換装置1は円環形状であり、その中央をロータ14の回転軸18が貫通する。   A plurality of stator cores 16 are arranged on the inner peripheral surface of the stator 15 at equal intervals in the circumferential direction. The base end of the stator iron core 16 is fixed to the inner peripheral surface of the stator 15, and the front end of the stator iron core 16 is directed to the outer peripheral surface of the rotor 14 through a slight gap 19. A conductive wire is wound around each stator core 16 to form a motor coil 17. And the conducting wire end of the motor coil 17 is connected to the power module of the power converter 1 disposed adjacent to the end face of the stator 15. The power conversion device 1 has an annular shape, and the rotation shaft 18 of the rotor 14 passes through the center thereof.

電力変換装置1はパワーモジュール2,3,4およびコンデンサ5,6,7をそれぞれ複数個具える。そして、これらパワーモジュールおよびコンデンサを対として、この対を各相毎に配設する。電力ケーブル20は、多相交流モータ12に電力を供給する図示しない蓄電池と電力変換装置1とを電気的に接続する。バスバ8を介してパワーモジュール2,3,4に直流電流を供給する。またバスバ8は後述するように、パワーモジュール2,3,4同士を電気的に接続するとともに、対となるパワーモジュール2,3,4とコンデンサ5,6,7とを電気的に接続する。   The power converter 1 includes a plurality of power modules 2, 3, 4 and capacitors 5, 6, 7. Then, the power module and the capacitor are paired, and the pair is disposed for each phase. The power cable 20 electrically connects a storage battery (not shown) that supplies power to the multiphase AC motor 12 and the power conversion device 1. A direct current is supplied to the power modules 2, 3, 4 through the bus bar 8. As will be described later, the bus bar 8 electrically connects the power modules 2, 3, 4 to each other and electrically connects the paired power modules 2, 3, 4 and the capacitors 5, 6, 7.

パワーモジュール2,3,4は半導体素子からなり、スイッチング動作して直流を多相交流に変換する。コンデンサ5,6,7は、対となるパワーモジュール2,3,4のスイッチング動作に伴うサージ電流やリプル電流などの不要な電流変化を低減する。   The power modules 2, 3, and 4 are made of semiconductor elements and perform a switching operation to convert direct current into multiphase alternating current. Capacitors 5, 6, and 7 reduce unnecessary current changes such as surge currents and ripple currents associated with the switching operation of the paired power modules 2, 3, and 4.

電力変換装置1は、インバータとも呼ばれ、蓄電池などの図示しない直流電源から電力を入力されて、多相交流モータ12に多相交流電流を出力する。このインバータは一般に蓄電池からも多相交流モータからも離れた位置にレイアウト(配置)するが、本実施例では図1に示すように、電力変換装置1を多相交流モータ12のモータケース17に直接取り付けて一体化する。このようなインバータ一体型のモータ12を機電一体型モータと称する。   The power conversion device 1 is also called an inverter, and receives power from a DC power source (not shown) such as a storage battery and outputs a multiphase AC current to the multiphase AC motor 12. This inverter is generally laid out (placed) at a position away from both the storage battery and the multiphase AC motor. In this embodiment, however, the power converter 1 is mounted on the motor case 17 of the multiphase AC motor 12 as shown in FIG. Direct attachment and integration. Such an inverter integrated motor 12 is referred to as an electromechanical integrated motor.

図2は本実施例の電力変換装置1につき、概略構成を示す図である。この電力変換装置1は、直流を3相交流に変換するものであり、U相パワーモジュール2と、V相パワーモジュール3と、W相パワーモジュール4と、各相毎に独立したコンデンサ5,6,7とを具える。図2に示すように、パワーモジュール2,3,4の相互間距離と比べて、コンデンサ5,6,7とパワーモジュール2,3,4とを相互に離間させて配置する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion device 1 according to the present embodiment. This power conversion device 1 converts direct current into three-phase alternating current, and includes a U-phase power module 2, a V-phase power module 3, a W-phase power module 4, and independent capacitors 5 and 6 for each phase. , 7. As shown in FIG. 2, the capacitors 5, 6, 7 and the power modules 2, 3, 4 are arranged apart from each other compared to the distance between the power modules 2, 3, 4.

パワーモジュール2,3,4はいずれも同様の構造であって、スイッチング素子IGBT、GTOサイリスタ、MOSFET等の図示しないパワートランジスタを2個直列接続し、これらパワートランジスタにそれぞれダイオードを逆並列に接続した公知の半導体モジュールである。各パワーモジュール2,3,4は正極端子(P端子ともいう)、負極端子(N端子ともいう)および交流出力端子U、V、Wをそれぞれ具える。
バスバ8は、U相パワーモジュール2の正極端子とV相パワーモジュール3の正極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、V相パワーモジュール3の正極端子とW相パワーモジュール4の正極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、W相パワーモジュール4の正極端子とU相パワーモジュール2の正極端子とを電気的に接続する。そしてバスバ8は、これら各パワーモジュール2,3,4の正極端子と、図示しない直流の電圧源10の正極側端子とを電気的に接続する。
The power modules 2, 3, and 4 have the same structure, and two power transistors (not shown) such as switching elements IGBT, GTO thyristors, and MOSFETs are connected in series, and diodes are connected to these power transistors in antiparallel. This is a known semiconductor module. Each power module 2, 3, 4 includes a positive terminal (also referred to as a P terminal), a negative terminal (also referred to as an N terminal), and AC output terminals U, V, and W, respectively.
Bus bar 8 electrically connects the positive terminal of U-phase power module 2 and the positive terminal of V-phase power module 3. Bus bar 8 electrically connects the positive terminal of V-phase power module 3 and the positive terminal of W-phase power module 4. Bus bar 8 electrically connects the positive terminal of W-phase power module 4 and the positive terminal of U-phase power module 2. The bus bar 8 electrically connects the positive terminals of the power modules 2, 3, and 4 and the positive terminal of the DC voltage source 10 (not shown).

また、バスバ8は板状であり、表面がパワーモジュール2,3,4の正極端子及び直流電圧源の正極端子を接続し、裏面がこれらの負極端子を接続し、これら両面の間に絶縁層を介挿した3層構造である。これによりバスバ8は、U相パワーモジュール2の負極端子とV相パワーモジュール3の負極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、V相パワーモジュール3の負極端子とW相パワーモジュール4の負極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、W相パワーモジュール4の負極端子とU相パワーモジュール2の負極端子とを電気的に接続する。そしてバスバ8は、これら各パワーモジュール2,3、4の負極端子と、図示しない直流の電圧源10の負極端子とを電気的に接続する。なおパワーモジュール2,3,4の正極端子と負極端子は電気的に絶縁されている。   The bus bar 8 is plate-shaped, the front surface connects the positive terminals of the power modules 2, 3 and 4 and the positive terminal of the DC voltage source, the back surface connects these negative terminals, and an insulating layer between both surfaces. It is a three-layer structure interposing. Thereby, the bus bar 8 electrically connects the negative terminal of the U-phase power module 2 and the negative terminal of the V-phase power module 3. The bus bar 8 electrically connects the negative terminal of the V-phase power module 3 and the negative terminal of the W-phase power module 4. Bus bar 8 electrically connects the negative terminal of W-phase power module 4 and the negative terminal of U-phase power module 2. The bus bar 8 electrically connects the negative terminals of the power modules 2, 3, and 4 to the negative terminal of the DC voltage source 10 (not shown). The positive terminals and the negative terminals of the power modules 2, 3, and 4 are electrically insulated.

このようにバスバ8は、U・V相パワーモジュール2,3間を電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路を具え、V・W相パワーモジュール3,4間を電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路を具え、W・U相パワーモジュール4,2間を電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路を具える。これによりバスバ8は、一の相における前記パワーモジュールの正極端子または負極端子と、他の相における前記パワーモジュールの正極端子または負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路を構成する。   As described above, the bus bar 8 includes a power module phase current path for electrically connecting the U / V phase power modules 2 and 3, and between the power module phases for electrically connecting the V / W phase power modules 3 and 4. A current path is provided, and a power module inter-phase current path for electrically connecting the W / U phase power modules 4 and 2 is provided. Thereby, the bus bar 8 constitutes a power module inter-phase current path that electrically connects the positive terminal or the negative terminal of the power module in one phase and the positive terminal or the negative terminal of the power module in another phase.

さらにバスバ8は、U相パワーモジュール2の正極端子とコンデンサ5の正極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、V相パワーモジュール3の正極端子とコンデンサ6の正極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、W相パワーモジュール4の正極端子とコンデンサ7の正極端子とを電気的に接続する。   Furthermore, the bus bar 8 electrically connects the positive terminal of the U-phase power module 2 and the positive terminal of the capacitor 5. Bus bar 8 electrically connects the positive terminal of V-phase power module 3 and the positive terminal of capacitor 6. Bus bar 8 electrically connects the positive terminal of W-phase power module 4 and the positive terminal of capacitor 7.

同様にバスバ8は、U相パワーモジュール2の負極端子とコンデンサ5の負極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、V相パワーモジュール3の負極端子とコンデンサ6の負極端子とを電気的に接続する。またバスバ8は、W相パワーモジュール4の負極端子とコンデンサ7の負極端子とを電気的に接続する。なお正極端子と負極端子は電気的に絶縁されている。このように、パワーモジュール2およびコンデンサ5を対として電力変換装置1のU相に配設する。またパワーモジュール3およびコンデンサ6を対として電力変換装置1のV相に配設する。またパワーモジュール4およびコンデンサ7を対として電力変換装置1のW相に配設する。   Similarly, the bus bar 8 electrically connects the negative terminal of the U-phase power module 2 and the negative terminal of the capacitor 5. Bus bar 8 electrically connects the negative terminal of V-phase power module 3 and the negative terminal of capacitor 6. Bus bar 8 electrically connects the negative terminal of W-phase power module 4 and the negative terminal of capacitor 7. Note that the positive terminal and the negative terminal are electrically insulated. In this way, the power module 2 and the capacitor 5 are arranged in the U phase of the power converter 1 as a pair. Further, the power module 3 and the capacitor 6 are arranged in the V phase of the power converter 1 as a pair. Further, the power module 4 and the capacitor 7 are arranged in the W phase of the power conversion device 1 as a pair.

このようにバスバ8は、U相パワーモジュール2とコンデンサ5とを電気的に接続する相内電流経路を具え、V相パワーモジュール3とコンデンサ6とを電気的に接続する相内電流経路を具え、W相パワーモジュール4とコンデンサ7とを電気的に接続する相内電流経路を具える。これによりバスバ8は、U相、V相、W相の各相内でパワーモジュール2,3,4およびコンデンサ5,6,7を電気的に接続する相内電流経路を構成する。   Thus, the bus bar 8 has an in-phase current path for electrically connecting the U-phase power module 2 and the capacitor 5, and an in-phase current path for electrically connecting the V-phase power module 3 and the capacitor 6. , An in-phase current path for electrically connecting the W-phase power module 4 and the capacitor 7 is provided. As a result, the bus bar 8 forms an in-phase current path that electrically connects the power modules 2, 3, 4 and the capacitors 5, 6, 7 in each of the U-phase, V-phase, and W-phase.

このようにバスバ8は複数の電流経路を予め形状加工により1つにまとめたものである。具体的には、ケーブル状の導体を適切な長さに揃えてまとめたり、薄板状の導体を適切な形状に打ち抜いて絶縁下に貼り合わせたり、その他の導体材料を適宜形状加工したりする等によりバスバ8を製作する。パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスは、パワーモジュール2,3,4の相間距離に比例する他、バスバ8の形状の影響を受ける。またU相の相内電流経路のインピーダンスは、パワーモジュール2およびコンデンサ5間のコンデンサ相内距離に比例する他、バスバ8の形状の影響を受ける。V相およびW相についても同様である。   As described above, the bus bar 8 is obtained by previously combining a plurality of current paths by shape processing. Specifically, cable-like conductors are gathered together in an appropriate length, thin plate-like conductors are punched into appropriate shapes and bonded together under insulation, and other conductor materials are appropriately shaped, etc. The bus bar 8 is manufactured by the following. The impedance of the current path between the power modules is proportional to the distance between the power modules 2, 3, and 4, and is affected by the shape of the bus bar 8. Further, the impedance of the U-phase current path in the U phase is proportional to the distance in the capacitor phase between the power module 2 and the capacitor 5 and is also affected by the shape of the bus bar 8. The same applies to the V phase and the W phase.

ここで、本実施例の電力変換装置に係わる、リプル電流とサージ電流との関係を図3、図4に沿って説明する。図3、図4は本発明におけるリプル電流とサージ電流との関係を模式的に示す図である。   Here, the relationship between the ripple current and the surge current related to the power conversion device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are diagrams schematically showing the relationship between the ripple current and the surge current in the present invention.

図3に模式的に示す3相インバータの構成に沿って説明すると、U相パワーモジュールUM、V相パワーモジュールVMおよびW相パワーモジュールWMと、コンデンサC1、C2およびC3との間には、パワーモジュールUM、VMおよびWMのスイッチング動作によって生じるリプル電流およびサージ電流が流れる。   Describing along the configuration of the three-phase inverter schematically shown in FIG. 3, the power between the U-phase power module UM, the V-phase power module VM and the W-phase power module WM and the capacitors C1, C2 and C3 A ripple current and a surge current generated by the switching operation of the modules UM, VM and WM flow.

このとき、各パワーモジュールUM、VMおよびWMから発生するリプル電流は、パワーモジュールUM、VMおよびWMがバスバにより電気的に接続されていれば、図3中、紙面の左右方向に亘る矢印R1のように、3相間でのリプル電流キャンセルが生じる。そしてキャンセルされない残りのリプル電流が図3中、紙面の上下方向に亘る矢印R2のように、コンデンサC1、C2およびC3に流れる。したがってコンデンサC1、C2およびC3は、キャンセルされない残りのリプル電流に対応した小容量であれば足りる。   At this time, the ripple current generated from each of the power modules UM, VM and WM is indicated by the arrow R1 extending in the horizontal direction in FIG. 3 if the power modules UM, VM and WM are electrically connected by the bus bar. As described above, ripple current cancellation occurs between the three phases. Then, the remaining ripple current that is not canceled flows in the capacitors C1, C2, and C3 as shown by an arrow R2 in the vertical direction of the drawing in FIG. Therefore, the capacitors C1, C2, and C3 need only have a small capacity corresponding to the remaining ripple current that is not canceled.

3相間でリプル電流をより多くキャンセルさせて、コンデンサC1、C2およびC3に流れるリプル電流を少なくすることが、コンデンサC1、C2およびC3の容量の低下および小型化に資するとともに、ひいてはインバータ装置の小型化を図ることができる。
リプル電流のキャンセルを成立させるためには、パワーモジュールからコンデンサに流れる電流に比べて、パワーモジュールからパワーモジュールに流れる電流を増やす必要がある。つまり、パワーモジュール同士を低インピーダンスで接続して、パワーモジュールとコンデンサとをそれより高いインピーダンスで接続すればよい。
Canceling more ripple current between the three phases and reducing the ripple current flowing in the capacitors C1, C2, and C3 contributes to a reduction in the capacitance and size reduction of the capacitors C1, C2, and C3, and in turn reduces the size of the inverter device. Can be achieved.
In order to cancel the ripple current, it is necessary to increase the current flowing from the power module to the power module as compared to the current flowing from the power module to the capacitor. That is, the power modules may be connected with a low impedance, and the power module and the capacitor may be connected with a higher impedance.

一方でパワーモジュールとコンデンサとを高いインピーダンスで接続した場合、サージ電圧に伴うサージ電流が、図4に示すように高くなってしまう。つまりコンデンサに流れ込むサージ電圧がインピーダンスに応じて高くなってしまうので、コンデンサを大型のものにする必要がある。
つまり、リプル電流のキャンセルを成立させるために、パワーモジュールとコンデンサとのインピーダンスを不要に高くすることは、かえってコンデンサの大型化を招く。
On the other hand, when the power module and the capacitor are connected with high impedance, the surge current accompanying the surge voltage becomes high as shown in FIG. In other words, since the surge voltage flowing into the capacitor becomes higher according to the impedance, it is necessary to make the capacitor large.
That is, unnecessarily increasing the impedance between the power module and the capacitor in order to cancel the ripple current leads to an increase in the size of the capacitor.

上述したコンデンサが大型化するという影響は、パワーモジュールを纏めてユニット化するとともにコンデンサを纏めてユニット化し、これらパワーモジュールユニットとコンデンサユニットとを別々に設置する場合に顕著なものとなる。一般的なコンデンサは、複数のコンデンサを並列接続して容量を大きくするところ、並列接続されたコンデンサ同士の間でパワーモジュールに対するインピーダンスを均等に配置しないと、パワーモジュールとのインピーダンスが小さい一部のコンデンサに負荷が集中することになり、コンデンサの寿命が短くなってしまう。よってインピーダンスが最も高いコンデンサに合わせて全体のインピーダンスを調整する必要があり、インピーダンスが高くなる傾向となる。   The effect of the above-described increase in the size of the capacitor becomes significant when the power modules are grouped into units and the capacitors are grouped into units, and these power module units and capacitor units are installed separately. A general capacitor increases the capacity by connecting a plurality of capacitors in parallel, but if the impedance to the power module is not evenly arranged between the capacitors connected in parallel, the impedance with the power module is small. The load is concentrated on the capacitor, and the life of the capacitor is shortened. Therefore, it is necessary to adjust the overall impedance according to the capacitor having the highest impedance, and the impedance tends to increase.

上述したインピーダンスが高くなることによるコンデンサの大型化の影響を回避するためには、コンデンサを分散してパワ―モジュール近傍に配置することが望ましい。つまり、パワーモジュールから生じるサージ電流、リプル電流はモジュール毎に基本的には均等であるので、コンデンサを分散させても合計容量が変わることはない。しかも個々のコンデンサに対してインピーダンスを適切に小さく設定することができるので、結果としてコンデンサに流れる電流は減少し、纏めてユニット化する場合と比較して合計容量がかえって小さくなる。   In order to avoid the influence of the increase in the size of the capacitor due to the high impedance described above, it is desirable to disperse the capacitors and arrange them in the vicinity of the power module. That is, since the surge current and ripple current generated from the power module are basically equal for each module, the total capacity does not change even if the capacitors are dispersed. In addition, since the impedance can be set appropriately small for each capacitor, as a result, the current flowing through the capacitor is reduced, and the total capacity is reduced compared to the case where the capacitors are united together.

つまり、本実施形態ではパワーモジュール毎にコンデンサを各々配置することで、各パワーモジュールからコンデンサに至る経路を均一にする為に不要にパワーモジュール−コンデンサ間を長くしたり、コンデンサ毎に寿命にバラツキが生じたりすることがない。   In other words, in this embodiment, by disposing a capacitor for each power module, in order to make the path from each power module to the capacitor uniform, it is unnecessary to lengthen the distance between the power module and the capacitor, or the life of each capacitor varies. Will not occur.

本実施例では、上述したパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが相内電流経路のインピーダンスよりも小さくなるよう、図2に示すバスバ8を形状加工しておく。   In the present embodiment, the shape of the bus bar 8 shown in FIG. 2 is processed so that the impedance of the power module inter-phase current path described above is smaller than the impedance of the intra-phase current path.

すなわちU相パワーモジュール2に着目した場合、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とV相パワーモジュール3の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とコンデンサ5の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路9のインピーダンスよりも小さくなるような位置にこれら端子の接続位置を設ける。かつ、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とW相パワーモジュール4の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とコンデンサ5の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路9のインピーダンスよりも小さくなるような位置にこれら端子の接続位置を設ける。   That is, when attention is paid to the U-phase power module 2, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 and the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 is expressed as U-phase. A connection position of these terminals is provided at a position that is smaller than the impedance of the in-phase current path 9 that electrically connects the positive electrode / negative electrode terminal of the power module 2 and the positive electrode / negative electrode terminal of the capacitor 5. In addition, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 with the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 Connection positions of these terminals are provided at positions where the impedance is smaller than the impedance of the in-phase current path 9 that electrically connects the positive and negative terminals of the capacitor 5.

このような本実施例によれば、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが相内電流経路のインピーダンスよりも小さいため、UV相間およびUW相間でリプル電流のキャンセルを多くすることが可能となり、コンデンサ5に流れるリプル電流を少なくすることができる。したがって、コンデンサ5を小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置1の小型化を実現することができる。また、コンデンサ5,6,7を上述したように分散配置することによりU相内でパワーモジュール2およびコンデンサ5間の距離を不要に長くする必要もなくなって、パワーモジュール2へのサージ電流が大きくなることを回避することができる。   According to the present embodiment, since the impedance of the current path between the power modules is smaller than the impedance of the current path in the phase, it becomes possible to increase the cancellation of the ripple current between the UV phase and the UW phase. The flowing ripple current can be reduced. Therefore, the capacitor 5 can be reduced in size, and the power converter 1 can be reduced in size. In addition, by disposing the capacitors 5, 6, and 7 as described above, it is not necessary to unnecessarily increase the distance between the power module 2 and the capacitor 5 in the U phase, and the surge current to the power module 2 is increased. Can be avoided.

またはV相パワーモジュール3に着目した場合、V相パワーモジュール3の正極・負極端子とU相パワーモジュール2の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、V相パワーモジュール3の正極・負極端子とコンデンサ6の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路10のインピーダンスよりも小さくしておく。かつ、V相パワーモジュール3の正極・負極端子とW相パワーモジュール4の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、V相パワーモジュール3の正極・負極端子とコンデンサ6の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路10のインピーダンスよりも小さくしておく。   Alternatively, when focusing on the V-phase power module 3, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 and the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 is expressed as V-phase. The impedance is made smaller than the impedance of the in-phase current path 10 that electrically connects the positive and negative terminals of the power module 3 and the positive and negative terminals of the capacitor 6. In addition, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 with the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 The impedance is made smaller than the impedance of the in-phase current path 10 that electrically connects the positive and negative terminals of the capacitor 6.

このような本実施例によれば、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが相内
電流経路のインピーダンスよりも小さいため、VU相間およびVW相間でリプル電流のキャンセルを多くすることが可能となり、コンデンサ6に流れるリプル電流を少なくすることができる。したがって、コンデンサ6を小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置1の小型化を実現することができる。また、V相内でパワーモジュール3およびコンデンサ6間の距離を長くする必要もなくなって、パワーモジュール3へのサージ電流が大きくなることを回避することができる。
According to the present embodiment, since the impedance of the current path between the power modules is smaller than the impedance of the current path in the phase, it becomes possible to increase the cancellation of the ripple current between the VU phase and the VW phase. The flowing ripple current can be reduced. Therefore, the capacitor 6 can be reduced in size, and the power converter 1 can be reduced in size. In addition, it is not necessary to increase the distance between the power module 3 and the capacitor 6 in the V phase, and an increase in surge current to the power module 3 can be avoided.

またはW相パワーモジュール4に着目した場合、W相パワーモジュール4の正極・負極端子とU相パワーモジュール2の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、W相パワーモジュール4の正極・負極端子とコンデンサ7の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路11のインピーダンスよりも小さくしておく。かつ、W相パワーモジュール4の正極・負極端子とV相パワーモジュール3の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、W相パワーモジュール4の正極・負極端子とコンデンサ7の正極・負極端子とを電気的に接続する相内電流経路11のインピーダンスよりも小さくしておく。   Alternatively, when focusing on the W-phase power module 4, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 and the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 is expressed as W-phase. The impedance is made smaller than the impedance of the in-phase current path 11 that electrically connects the positive and negative terminals of the power module 4 and the positive and negative terminals of the capacitor 7. In addition, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 and the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 The impedance is made smaller than the impedance of the in-phase current path 11 that electrically connects the positive and negative terminals of the capacitor 7.

このような本実施例によれば、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが相内電流経路のインピーダンスよりも小さいため、WU相間およびWV相間でリプル電流のキャンセルを多くすることが可能となり、コンデンサ7に流れるリプル電流を少なくすることができる。したがって、コンデンサ7を小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置1の小型化を実現することができる。また、コンデンサ5,6,7を前述したように分散配置することによりW相内でパワーモジュール4およびコンデンサ7間の距離を長くする必要もなくなって、パワーモジュール4へのサージ電流が大きくなることを回避することができる。   According to the present embodiment, since the impedance of the current path between the power modules is smaller than the impedance of the current path in the phase, it becomes possible to increase the cancellation of the ripple current between the WU phase and between the WV phases. The flowing ripple current can be reduced. Therefore, the capacitor 7 can be reduced in size, and the power converter 1 can be reduced in size. Further, by disposing the capacitors 5, 6, and 7 as described above, it becomes unnecessary to increase the distance between the power module 4 and the capacitor 7 in the W phase, and the surge current to the power module 4 increases. Can be avoided.

なお好ましくは、上述のように各パワーモジュール2,3,4に着目したときに、着目した一の相における前記パワーモジュールの端子と、他の相における前記パワーモジュールの端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、前記一の相内で前記パワーモジュールの端子と前記コンデンサの端子とを電気的に接続する相内電流経路のインピーダンスと該一の相内におけるコンデンサの内部インピーダンスとの総和インピーダンスよりも小さくしておく。
U相を代表に説明すると、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とV相パワーモジュール3の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、相内電流経路9のインピーダンスとU相におけるコンデンサ5の内部インピーダンスとの総和インピーダンスよりも小さくしておく。かつ、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とW相パワーモジュール4の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、相内電流経路9のインピーダンスとU相におけるコンデンサ5の内部インピーダンスとの総和インピーダンスよりも小さくしておく。
Preferably, when focusing on each of the power modules 2, 3, and 4 as described above, the terminal of the power module in one phase focused and the terminal of the power module in the other phase are electrically connected The impedance of the current path between the power modules to be used is the impedance of the current path in the phase electrically connecting the terminal of the power module and the terminal of the capacitor in the one phase and the internal impedance of the capacitor in the one phase. It is made smaller than the total impedance.
The U phase will be described as a representative. The impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the U phase power module 2 and the positive and negative terminals of the V phase power module 3 is represented by the in-phase current path 9. And the total impedance of the internal impedance of the capacitor 5 in the U phase. Moreover, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 is the impedance of the intra-phase current path 9 and the U-phase. It is set smaller than the total impedance with the internal impedance of the capacitor 5.

このようにコンデンサ5の内部インピーダンスを含めて総和インピーダンスを小さくすることにより、バスバ8による相内電流経路9のインピーダンスを不要に高く設定する必要がなくなり、サージ電圧を低減することができる。したがって、コンデンサ5を一層小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置1の一層の小型化を実現することができる。   Thus, by reducing the total impedance including the internal impedance of the capacitor 5, it is not necessary to set the impedance of the in-phase current path 9 by the bus bar 8 unnecessarily high, and the surge voltage can be reduced. Therefore, the capacitor 5 can be further reduced in size, and further reduction in the size of the power conversion device 1 can be realized.

さらに好ましくは、U相の相内電流経路9のインピーダンスと、V相の相内電流経路10のインピーダンスと、W相の相内電流経路11のインピーダンスとを等しくして、各相におけるこれら相内電流経路のインピーダンスを、すべての相において同一にする。これにより、サージ電圧の変動を防止してコンデンサ5,6,7の寿命バラツキを回避し、安定した電力変換を可能にする。   More preferably, the impedance of the U-phase current path 9, the impedance of the V-phase current path 10, and the impedance of the W-phase current path 11 are made equal to each other, so that The impedance of the current path is the same in all phases. As a result, fluctuations in the surge voltage are prevented, life variations of the capacitors 5, 6 and 7 are avoided, and stable power conversion is enabled.

さらに好ましくは、U相パワーモジュール2の正極・負極端子とV相パワーモジュール3の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスと、V相パワーモジュール3の正極・負極端子とW相パワーモジュール4の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスと、W相パワーモジュール4の正極・負極端子とU相パワーモジュール2の正極・負極端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスとを小さくするために、パワーモジュール端子を図2中に二点鎖線で表した仮想円上に配置する。   More preferably, the impedance of the current path between the power modules that electrically connects the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 and the positive and negative terminals of the V-phase power module 3 and the positive and negative electrodes of the V-phase power module 3 The impedance of the power module inter-phase current path that electrically connects the terminal and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4, and the positive and negative terminals of the W-phase power module 4 and the positive and negative terminals of the U-phase power module 2 In order to reduce the impedance of the current path between the power modules that electrically connect the power modules, the power module terminals are arranged on a virtual circle represented by a two-dot chain line in FIG.

これまで述べてきたように、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスに対して相内電流経路のインピーダンスを大きく設定する場合や、単に相内電流経路のインピーダンスを大きく設定する場合には、サージ電流およびリプル電流が大きくなってコンデンサの負担が大きくなる。   As described above, when setting the impedance of the in-phase current path to be larger than the impedance of the power module inter-phase current path, or simply setting the impedance of the in-phase current path to be larger, the surge current and ripple The current increases and the burden on the capacitor increases.

よってパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを小さくすることで、相内電流経路のインピーダンスがパワーモジュール相間電流経路のそれと比べて大きくなるようにすることが望ましい。
このとき、パワーモジュール相間電流経路の中で例えば図4を例にとると、隣接しているパワーモジュール間では相間電流経路を短く設定できるが、U相パワーモジュールUMとW相パワーモジュールWMとの間では、相間電流経路が比較的長くなってしまい、インピーダンスが大きい。
Therefore, it is desirable that the impedance of the intra-phase current path is made larger than that of the power module inter-phase current path by reducing the impedance of the power module inter-phase current path.
At this time, for example, in FIG. 4 in the power module inter-phase current path, the inter-phase current path can be set short between the adjacent power modules, but the U-phase power module UM and the W-phase power module WM Between, the current path between phases becomes relatively long, and the impedance is large.

よって図2に示すように、パワーモジュールの正極端子を二点鎖線で表した仮想円上に配置することで、U相パワーモジュールUMとW相パワーモジュールWMとの端子間距離を短くすることができ、この結果、相内電流経路のインピーダンスも小さく設計することができる。   Therefore, as shown in FIG. 2, the distance between the terminals of the U-phase power module UM and the W-phase power module WM can be shortened by arranging the positive terminal of the power module on a virtual circle represented by a two-dot chain line. As a result, the impedance of the in-phase current path can be designed to be small.

さらに図2ではパワーモジュール5,6,7の正極端子および負極端子を隣接して設けている。これは、パワーモジュール相間電流経路を考慮する場合、正極端子、負極端子ともにパワーモジュール相間電流経路を形成することになるので、正極端子もしくは負極端子のパワーモジュール相間電流経路の設計要件を鑑みて、インピーダンス最小のパワーモジュール相間電流経路とした場合、必然的に他方の端子も一方の端子の近傍に配置する必要があるためである。   Further, in FIG. 2, the positive terminals and the negative terminals of the power modules 5, 6 and 7 are provided adjacent to each other. This is because, when considering the power module interphase current path, both the positive terminal and the negative terminal form a power module interphase current path, so in view of the design requirements of the power module interphase current path of the positive terminal or the negative terminal, This is because when the power module inter-phase current path with the minimum impedance is used, the other terminal inevitably needs to be arranged in the vicinity of one terminal.

よって、本実施例ではパワーモジュールの一端面に正極端子および負極端子を集約して設け、かつ当該パワーモジュールの一端面を図2に表した仮想円内径側に向ける。   Therefore, in this embodiment, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are collectively provided on one end surface of the power module, and the one end surface of the power module is directed to the virtual circular inner diameter side shown in FIG.

パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、すべての相につき同一にするため、好ましくは図2に示すように、パワーモジュール2,3,4の正極端子または負極端子のうち、正極端子の全てを、二点鎖線で表した仮想円上に配置する。または図示しなかったが2,3,4の負極端子の全てを仮想円上に配置する。   In order to make the impedance of the current path between the power modules the same for all phases, preferably, as shown in FIG. 2, all of the positive terminals of the positive terminals or the negative terminals of the power modules 2, 3, and 4 are connected. It is placed on a virtual circle represented by a dotted line. Alternatively, although not shown, all of the negative terminals 2, 3, and 4 are arranged on a virtual circle.

なお図2において、すべての正極端子を一の仮想円上に配置し、かつ、すべての負極端子を一の仮想円上に配置してもよいこと勿論である。   In FIG. 2, it is needless to say that all the positive terminals may be arranged on one virtual circle, and all the negative terminals may be arranged on one virtual circle.

図5は本発明の第2の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図であり、(a)は電力変換装置21の平面図を示す。(b)は、電力変換装置21を(a)に一点鎖線で示す部位で切断して矢の向きに見たときの展開側面図を示す。この実施例の基本構成は、上述した1の実施例と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
冷却器22の上には3つのパワーモジュール2,3,4を周方向に配列する。つまり、これら2,3,4を共通する仮想円上に配置する。そして、これらパワーモジュール2,3,4の前記仮想円内径側の端部にP・N端子を設ける。さらに、これらパワーモジュール2,3,4に対応するように、コンデンサ5,6,7を配置する。図5(a)中にP・Nで示すこれらパワーモジュール2,3,4のそれぞれに設けた各端子とコンデンサ5,6,7の各端子とは、点線で示す円盤状のバスバ8で前述のように電気的に接続される。この実施例では、正極端子および負極端子の全てを、二点鎖線で表した仮想円上に周方向等間隔に配置する。
FIG. 5: is a figure which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 2nd Example of this invention, (a) shows the top view of the power converter device 21. FIG. (B) shows the expansion | deployment side view when the power converter device 21 is cut | disconnected by the site | part shown with a dashed-dotted line in (a), and it sees in the direction of the arrow. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described one embodiment, the same members will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and different configurations will be described.
On the cooler 22, three power modules 2, 3, and 4 are arranged in the circumferential direction. That is, these 2, 3, and 4 are arranged on a common virtual circle. Then, a PN terminal is provided at the end of the power module 2, 3, 4 on the inner side of the virtual circle inner diameter. Furthermore, capacitors 5, 6, and 7 are arranged so as to correspond to these power modules 2, 3, and 4. Each terminal provided on each of these power modules 2, 3 and 4 indicated by P · N in FIG. 5A and each terminal of the capacitors 5, 6 and 7 is a disk-shaped bus bar 8 indicated by a dotted line. Are electrically connected. In this embodiment, all of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle represented by a two-dot chain line.

図5に示すように、モジュール2,3,4本体の一端部に正極端子および負極端子を設けておく。これら各端子を二点鎖線で表す仮想円上に配置する。そして、端子を設けていないモジュール2,3,4本体の他端部2T、3T、4Tを二点鎖線で表す仮想円の外方に配置する。これにより、異なる相間における端子間距離が短くなって、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。   As shown in FIG. 5, a positive terminal and a negative terminal are provided at one end of the modules 2, 3, and 4 main body. These terminals are arranged on a virtual circle represented by a two-dot chain line. Then, the other end portions 2T, 3T, and 4T of the modules 2, 3, and 4 main bodies that are not provided with terminals are arranged outside the virtual circle represented by a two-dot chain line. Thereby, the distance between terminals between different phases is shortened, and the impedance of the current path between the power modules can be reduced.

図6は本発明の第3の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図であり、(a)は電力変換装置31の平面図を示す。(b)は、電力変換装置31を(a)に一点鎖線で示す矢の向きに見たときの側面図を示す。この実施例の基本構成も、上述した実施例と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。この実施例では、正極端子のすべてを、二点鎖線で表した仮想円上に周方向に配置する。さらに負極端子のすべてを、二点鎖線で表した仮想円上に周方向に配置する。   FIG. 6: is a figure which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 3rd Example of this invention, (a) shows the top view of the power converter device 31. FIG. (B) shows the side view when the power converter device 31 is seen in the direction of the arrow shown with a dashed-dotted line in (a). Since the basic configuration of this embodiment is also the same as that of the above-described embodiment, the same members will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described. In this embodiment, all the positive terminals are arranged in a circumferential direction on a virtual circle represented by a two-dot chain line. Further, all the negative terminals are arranged in the circumferential direction on a virtual circle represented by a two-dot chain line.

この図6に示す実施例につき、前述した図5に示す実施例とを比較しつつ説明すると、図6(b)に示す実施例では、1個の前記パワーモジュール2における正極端子および負極端子を結ぶ仮想線が、図6(a)に示す仮想円に対して垂直になるような姿勢で、このパワーモジュール2を冷却器22に配置する。他のパワーモジュール3,4についても同様である。これにより、異なる相間における端子間距離が益々短くなって、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを益々小さくすることができる。   The embodiment shown in FIG. 6 will be described in comparison with the embodiment shown in FIG. 5 described above. In the embodiment shown in FIG. 6B, the positive terminal and the negative terminal of one power module 2 are arranged. The power module 2 is placed on the cooler 22 in such a posture that the connecting virtual line is perpendicular to the virtual circle shown in FIG. The same applies to the other power modules 3 and 4. Thereby, the distance between terminals between different phases becomes shorter and the impedance of the current path between power modules can be made smaller.

図7は本発明の第4の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図であり、(a)は電力変換装置41の平面図を示す。(b)は、電力変換装置41を(a)に一点鎖線で示す矢の向きに見たときの側面図を示す。この実施例の基本構成も、上述した実施例と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。図7(a)(b)には、バスバ8の構成を具体的に示す。すなわちバスバ8は、パワーモジュール2,3,4およびコンデンサ5,6,7にそれぞれ設けた正極端子同士を接続する薄板形状のバスバ8Pと、同負極端子同士を接続する薄板形状のバスバ8Nとを、絶縁下に貼り合わせたものである。   FIG. 7: is a figure which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 4th Example of this invention, (a) shows the top view of the power converter device 41. FIG. (B) shows the side view when the power converter device 41 is seen in the direction of the arrow shown by a dashed-dotted line in (a). Since the basic configuration of this embodiment is also the same as that of the above-described embodiment, the same members will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described. 7A and 7B specifically show the configuration of the bus bar 8. That is, the bus bar 8 includes a thin plate-shaped bus bar 8P for connecting the positive terminals provided in the power modules 2, 3, 4 and the capacitors 5, 6, 7 respectively, and a thin plate-shaped bus bar 8N for connecting the negative terminals. , Bonded together under insulation.

図7に示すように、パワーモジュール2,3,4の正極・負極端子を電力変換装置41の中央部に配置する。これに対し、コンデンサ5,6,7の正極・負極端子を電力変換装置41の外縁部に配置する。そしてパワーモジュール2,3,4の端子間距離を、これらパワーモジュール2,3,4の端子からコンデンサ5,6,7の端子までの距離よりも短くする。これにより、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、相内電流経路のインピーダンスよりも小さくすることができる。   As shown in FIG. 7, the positive and negative terminals of the power modules 2, 3, 4 are arranged at the center of the power converter 41. On the other hand, the positive and negative terminals of the capacitors 5, 6 and 7 are arranged at the outer edge of the power converter 41. The distance between the terminals of the power modules 2, 3, 4 is made shorter than the distance from the terminals of these power modules 2, 3, 4 to the terminals of the capacitors 5, 6, 7. Thereby, the impedance of the power module inter-phase current path can be made smaller than the impedance of the intra-phase current path.

図8は、上述した図7(b)に示すバスバ8のうち、端子との接続部分を拡大して示す縦断面図である。図8に示すように、パワーモジュール2の上方にバスバ8を設ける。バスバ8の下面には正極端子用バスバ8Pを配置し、バスバ8の上面には負極端子用バスバ8Nを配置する。そして両者8P,8N間に絶縁層8Iを介在させて、これら8P,8N,8Iを一体に貼り合わせて板状のバスバ8を作製する。ただし、バスバ8Nのうち負極端子を取り付ける箇所で図8に示すように1段低くして、バスバ8Pと同じ高さ位置になるよう成形される。これがためバスバ8Pのうち負極端子を取り付ける箇所には図8に示すように切り欠き8Kを設けておく。バスバ8Pのうち正極端子を取り付ける箇所には孔8Hを設け、バスバ8Nのうち負極端子を取り付ける箇所には孔8Hを設ける。そしてバスバ8Pの孔8Hには正極端子を挿通し、ボルト等で締結する。またバスバ8Nの孔8Hには負極端子を挿通し、ボルト等で締結する。   FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view showing a connection portion with a terminal in the bus bar 8 shown in FIG. 7B. As shown in FIG. 8, a bus bar 8 is provided above the power module 2. A positive terminal bus bar 8P is disposed on the lower surface of the bus bar 8, and a negative terminal bus bar 8N is disposed on the upper surface of the bus bar 8. Then, an insulating layer 8I is interposed between the two 8P and 8N, and these 8P, 8N and 8I are bonded together to produce a plate-like bus bar 8. However, the bus bar 8N is shaped to be one level lower as shown in FIG. 8 at the position where the negative electrode terminal is attached, and to be at the same height as the bus bar 8P. For this reason, a notch 8K is provided at a location where the negative electrode terminal is attached in the bus bar 8P as shown in FIG. A hole 8H is provided in a portion of the bus bar 8P where the positive electrode terminal is attached, and a hole 8H is provided in a portion of the bus bar 8N where the negative electrode terminal is attached. Then, the positive terminal is inserted into the hole 8H of the bus bar 8P and fastened with a bolt or the like. A negative terminal is inserted into the hole 8H of the bus bar 8N and fastened with a bolt or the like.

図9は本発明の第5の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図であり、(a)は電力変換装置51の平面図を示す。(b)は、電力変換装置51を(a)に一点鎖線で示す矢の向きに見たときの側面図を示す。この実施例の基本構成も、上述した実施例と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。図9(a)(b)のバスバ8は円形状である。なお、パワーモジュール2,3,4およびコンデンサ5,6,7の端子をバスバ8に取り付ける箇所の形状については、前述した図8を援用する。   FIG. 9: is a figure which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 5th Example of this invention, (a) shows the top view of the power converter device 51. FIG. (B) shows the side view when the power converter device 51 is seen in the direction of the arrow shown with a dashed-dotted line in (a). Since the basic configuration of this embodiment is also the same as that of the above-described embodiment, the same members will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described. The bus bar 8 shown in FIGS. 9A and 9B has a circular shape. In addition, about the shape of the location which attaches the terminal of power module 2,3,4 and the capacitor | condenser 5,6,7 to the bus bar 8, FIG. 8 mentioned above is used.

図10は本発明の第6の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図であり、(a)は電力変換装置61の平面図を示す。(b)は、電力変換装置61を(a)に一点鎖線で示す矢の向きに見たときの側面図を示す。この実施例の基本構成も、上述した実施例と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。図10(a)(b)のバスバ8も円形状である。また、パワーモジュール2,3,4の正極端子および負極端子のすべてを、二点鎖線で示す仮想円A上に周方向等間隔に配置する。これにより、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、すべての相につき同一にすることができる。   FIG. 10: is a figure which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 6th Example of this invention, (a) shows the top view of the power converter device 61. As shown in FIG. (B) shows the side view when the power converter device 61 is seen in the direction of the arrow shown with a dashed-dotted line in (a). Since the basic configuration of this embodiment is also the same as that of the above-described embodiment, the same members will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different configurations will be described. The bus bars 8 shown in FIGS. 10A and 10B are also circular. Further, all of the positive terminals and the negative terminals of the power modules 2, 3, 4 are arranged on the virtual circle A indicated by a two-dot chain line at equal intervals in the circumferential direction. Thereby, the impedance of the current path between power modules can be made the same for all phases.

さらに、コンデンサ5,6,7の正極端子および負極端子のすべてを、二点鎖線で示す仮想円B上に周方向等間隔に配置する。これにより、すべての相における相内電流経路のインピーダンスを同一にすることができる。   Further, all of the positive terminals and the negative terminals of the capacitors 5, 6, and 7 are arranged on the virtual circle B indicated by a two-dot chain line at equal intervals in the circumferential direction. Thereby, the impedance of the in-phase current path in all phases can be made the same.

また、円形である電力変換装置61の中心点に関して点対称となるよう、バスバ8を構成したことにより、パワーモジュール相間電流経路および相内電流経路のインピーダンスを、すべての相において同一にすることが可能になる。   Further, by configuring the bus bar 8 so as to be point-symmetric with respect to the center point of the circular power converter 61, the impedance of the power module inter-phase current path and the intra-phase current path can be made the same in all phases. It becomes possible.

図10(a)に示すように、仮想円Aの径を第2仮想円Bの径の半分(正確には、仮想円Aと仮想円Bの間の距離)よりも小さくする。これにより、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを相内電流経路のインピーダンスよりも小さくすることができる。   As shown in FIG. 10A, the diameter of the virtual circle A is made smaller than half the diameter of the second virtual circle B (more precisely, the distance between the virtual circle A and the virtual circle B). Thereby, the impedance of the power module inter-phase current path can be made smaller than the impedance of the intra-phase current path.

なお図10に示す実施例の、パワーモジュール2,3,4およびコンデンサ5,6,7の端子をバスバ8に取り付ける箇所の形状については、前述した図8を援用する。   In addition, about the shape of the location which attaches the terminal of power module 2,3,4 and the capacitor | condenser 5,6,7 to the bus bar 8 of the Example shown in FIG. 10, FIG. 8 mentioned above is used.

図11は本発明の第7の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す図である。この実施例の基本構成も、上述した実施例と共通し、上述した各機能を具備することが可能であるため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。この電力変換装置71では、上述した図10の実施例におけるコンデンサを複数個に分割したものであり、コンデンサ5A、コンデンサ5B、コンデンサ5Cおよびコンデンサ5DがU相パワーモジュール2と接続する。またコンデンサ6A、コンデンサ6B、コンデンサ6Cおよびコンデンサ6DがV相パワーモジュール3と接続する。またコンデンサ7A、コンデンサ7B、コンデンサ7Cおよびコンデンサ7DがV相パワーモジュール3と接続する。これらコンデンサ5A〜7Dはすべて同一である。   FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a power converter according to a seventh embodiment of the present invention. Since the basic configuration of this embodiment is also common to the above-described embodiment and can have the above-described functions, the same members are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and different configurations are provided. explain. In this power conversion device 71, the capacitor in the embodiment of FIG. 10 described above is divided into a plurality of parts, and the capacitor 5A, the capacitor 5B, the capacitor 5C, and the capacitor 5D are connected to the U-phase power module 2. Capacitor 6A, capacitor 6B, capacitor 6C and capacitor 6D are connected to V-phase power module 3. Capacitor 7A, capacitor 7B, capacitor 7C and capacitor 7D are connected to V-phase power module 3. These capacitors 5A to 7D are all the same.

コンデンサ5に係るグループ5A、5B、5C、5Dを代表して説明すると、これら5A、5B、5C、5Dは並列接続であっても、直列接続であっても、あるいは並列接続および直列接続を組み合わせてもよい。   The group 5A, 5B, 5C, and 5D related to the capacitor 5 will be described as a representative. These 5A, 5B, 5C, and 5D may be connected in parallel, connected in series, or combined in parallel and connected in series. May be.

前述したU・V相パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスは、コンデンサ5に係るグループ5A、5B、5C、5DとU相パワーモジュール2とを電気的に接続する相内電流経路のインピーダンスよりも小さい。かつ前述したU・W相パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスも、コンデンサ5に係るグループ5A、5B、5C、5DとU相パワーモジュール2とを電気的に接続する相内電流経路のインピーダンスよりも小さい。   The impedance of the U-V phase power module interphase current path described above is smaller than the impedance of the in-phase current path that electrically connects the groups 5A, 5B, 5C, and 5D related to the capacitor 5 and the U phase power module 2. Further, the impedance of the above-described U / W-phase power module inter-phase current path is also smaller than the impedance of the intra-phase current path that electrically connects the groups 5A, 5B, 5C, and 5D related to the capacitor 5 to the U-phase power module 2. .

図12、図13は本発明の実施例になる電力変換装置の実体構成を示す斜視図である。この実施例になる電力変換装置81は環状体であり、9相の多相交流を出力することができ、9個のパワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3と、9個のコンデンサ83と、円環状の基板84と、バスバ8とから構成される。基板84の中心に設けた孔85には、図示しないロータ回転軸が貫通する。この孔85の周囲であって、基板84の一方の面には、図12に示すように9個のコンデンサ83を周方向に配設する。また孔85の周囲であって、基板84の他方の面には、図13に示すように9個のパワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3を時計回りに配設する。   12 and 13 are perspective views showing the actual configuration of the power converter according to the embodiment of the present invention. The power conversion device 81 according to this embodiment is an annular body and can output nine-phase polyphase alternating current, and nine power modules U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3. And nine capacitors 83, an annular substrate 84, and a bus bar 8. A rotor rotation shaft (not shown) passes through the hole 85 provided in the center of the substrate 84. As shown in FIG. 12, nine capacitors 83 are arranged in the circumferential direction around the hole 85 and on one surface of the substrate 84. Nine power modules U1, V1, W1, U1, V2, W2, U3, V3, W3 are rotated clockwise on the other surface of the substrate 84 around the hole 85 as shown in FIG. Arrange.

パワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3から延在する制御端子86は、他方の面から基板84を貫通して一方の面に突出する。制御端子86は図示しないモータコントローラ等から制御指令を受信してパワーモジュールのスイッチング素子のON/OFFを制御する。また、パワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3は各々ドライブ回路88を備え、前述の制御端子86が受信した制御指令に基づいてスイッチング素子の駆動電圧を生成するとともに、電流センサー等を備え、交流端子89(後述)に接続されるコイルの通過電流を検出する。
パワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3は交流端子89を各々備え、交流端子89に、図示しない多相交流モータのモータコイルと電気的に接続する。そして各パワーモジュールU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3から各モータコイルに多相交流を出力する。
つまり、図1に示したような機電一体のモータに本実施例の電力変換装置を適用する場合、パワーモジュールを挟むようにモータを配置すれば、電力変換装置81と多相交流モータのモータコイルまでの距離が短くなるのでモータコイルとパワーモジュールとの間のインピーダンスを最小とすることができる。
A control terminal 86 extending from the power modules U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3 penetrates the substrate 84 from the other surface and protrudes to one surface. The control terminal 86 receives a control command from a motor controller (not shown) and controls ON / OFF of the switching element of the power module. Each of the power modules U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, and W3 includes a drive circuit 88, and generates a driving voltage for the switching element based on the control command received by the control terminal 86. In addition, a current sensor or the like is provided to detect a passing current of a coil connected to an AC terminal 89 (described later).
Each of the power modules U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, and W3 includes an AC terminal 89, and is electrically connected to a motor coil of a multiphase AC motor (not shown). Then, multi-phase alternating current is output to each motor coil from each power module U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3.
That is, when the power conversion device of the present embodiment is applied to the motor-integrated motor as shown in FIG. 1, if the motor is arranged so as to sandwich the power module, the power conversion device 81 and the motor coil of the multiphase AC motor are arranged. Therefore, the impedance between the motor coil and the power module can be minimized.

基板84の内部には、冷媒が流れる通路を設ける。冷媒は、図12に示す流入口84Iから入り、基板84内部を流れたあと流出口84Oから出る。これにより、電力変換装置81を冷却する。本実施例によれば、冷却機能を有する基板84を挟んでパワーモジュールU1〜W3とコンデンサ83を配置することから、冷却効率を向上させることができる。また機電一体型モータの軸方向スペースを利用して電力変換装置81を冷却することができる。   A passage through which a coolant flows is provided inside the substrate 84. The refrigerant enters from the inlet 84I shown in FIG. 12, flows through the substrate 84, and exits from the outlet 84O. Thereby, the power converter 81 is cooled. According to the present embodiment, since the power modules U1 to W3 and the capacitor 83 are arranged with the substrate 84 having a cooling function interposed therebetween, the cooling efficiency can be improved. Moreover, the power converter 81 can be cooled using the axial space of the electromechanical motor.

パワーモジュールU1〜W3の内径側の端には、正極端子Pおよび負極端子Nを設けることで、これら端子P,Nを孔85の近傍に配置する。パワーモジュールU1〜W3の端子P,Nを孔85と略同一径のバスバ8で電気的に接続する。バスバ8は、前述した図8に示すように上面8Nと下面8Pを、絶縁層8Iを介して貼り合わせた板状であり、図13に示すように中央にモータ回転軸が貫通するための孔を具えた円環状である。そしてバスバ8の円環外縁から外径方向に接続部8Cを延在させる。接続部8Cは図示しない直流電源と電気的に接続する。またバスバ8から、円環を含む平面と垂直方向に舌片部8Tを、周方向に複数本延在させる。円環状のバスバ8をパワーモジュールU1〜W3に近接配置してパワーモジュール端子に取り付けた状態で、これら舌片部8Tは基板84の孔85を貫通し、舌片部8Tの先端がコンデンサ端子と電気的に接続する。なおバスバ8の下面8Pはパワーモジュール正極端子およびコンデンサ正極端子と電気的に接続し、バスバ8の上面8Nはパワーモジュール負極端子およびコンデンサ負極端子と電気的に接続すること勿論である。   By providing a positive terminal P and a negative terminal N at the inner diameter end of the power modules U <b> 1 to W <b> 3, these terminals P and N are arranged in the vicinity of the hole 85. The terminals P and N of the power modules U <b> 1 to W <b> 3 are electrically connected to the hole 85 by a bus bar 8 having substantially the same diameter. The bus bar 8 has a plate shape in which the upper surface 8N and the lower surface 8P are bonded to each other via the insulating layer 8I as shown in FIG. 8, and a hole for the motor rotating shaft to penetrate through the center as shown in FIG. It is an annular shape with And the connection part 8C is extended from the annular | circular outer edge of the bus bar 8 to an outer diameter direction. The connecting portion 8C is electrically connected to a DC power source (not shown). A plurality of tongue pieces 8T are extended from the bus bar 8 in the circumferential direction in a direction perpendicular to the plane including the ring. In a state where the annular bus bar 8 is disposed close to the power modules U1 to W3 and attached to the power module terminals, these tongue pieces 8T pass through the holes 85 of the substrate 84, and the tips of the tongue pieces 8T are connected to the capacitor terminals. Connect electrically. Of course, the lower surface 8P of the bus bar 8 is electrically connected to the power module positive terminal and the capacitor positive terminal, and the upper surface 8N of the bus bar 8 is naturally connected to the power module negative terminal and the capacitor negative terminal.

本実施例では、相間電流経路になる円環状のバスバ8によりパワーモジュールU1〜W3の正負極端子をコンデンサ端子に電気的に接続することから、パワーモジュール同士の距離を短くして相間電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。そして、円環状のバスバ8から相内電流経路になる舌片部8Tを延在させてコンデンサ端子に電気的に接続することから、パワーモジュールU1〜W3とコンデンサ83との距離を長くして相内電流経路のインピーダンスを相間電流経路のそれより大きくすることができる。またバスバ8を、このように円環状および舌片部8Tで構成することから電力変換装置81のインピーダンスの設計が容易になる。   In the present embodiment, the positive and negative terminals of the power modules U1 to W3 are electrically connected to the capacitor terminals by the annular bus bar 8 serving as the interphase current path, so that the distance between the power modules is shortened to reduce the interphase current path. Impedance can be reduced. And since the tongue piece 8T which becomes the current path in the phase extends from the annular bus bar 8 and is electrically connected to the capacitor terminal, the distance between the power modules U1 to W3 and the capacitor 83 is increased. The impedance of the inner current path can be made larger than that of the interphase current path. In addition, since the bus bar 8 is configured by the annular shape and the tongue piece portion 8T in this way, the design of the impedance of the power converter 81 is facilitated.

本実施例によれば、隣り合うパワーモジュール、例えばU1〜V1間や、V1〜W1間で、相間電流経路のインピーダンスを小さくしてリプル電流をキャンセルすることができる。しかも、W1〜U1間におけるリプル電流のキャンセルを、W1〜U2間およびU1〜W3間におけるリプル電流のキャンセルで実現することが可能となり、相間距離を隣り合うパワーモジュール同士間のみで定義することができる。この結果、3個のパワーモジュールを具えた電力変換装置と比較して、相間電流経路のインピーダンスを格段に小さくすることができる。   According to the present embodiment, the ripple current can be canceled by reducing the impedance of the interphase current path between adjacent power modules, for example, between U1 and V1 or between V1 and W1. Moreover, it becomes possible to cancel the ripple current between W1 and U1 by canceling the ripple current between W1 and U2, and between U1 and W3, and the interphase distance can be defined only between adjacent power modules. it can. As a result, the impedance of the interphase current path can be remarkably reduced as compared with a power conversion device including three power modules.

また、上述のように9相にして相間電流経路のインピーダンスを格段に小さくする場合、僅かな製作誤差でバスバ8のインピーダンスの平衡が崩れてしまい、コンデンサ83の負荷にバラツキが生じる懸念がある。そこで、上述した舌片部8Tを円環状のバスバ8と一体形成するのではなく、別体に形成し、これら別体バスバ87を、パワーモジュール端子およびコンデンサ端子間に架設してもよい。この場合の別体バスバ87は相内電流経路になる。別体バスバ87を用いることで、コンデンサ83の寿命バラツキを抑制することができる。   Further, when the impedance of the interphase current path is made extremely small by using nine phases as described above, the balance of the impedance of the bus bar 8 is broken by a slight manufacturing error, and there is a concern that the load of the capacitor 83 may vary. Therefore, the above-described tongue piece 8T may be formed separately from the annular bus bar 8 instead of being integrally formed, and the separate bus bar 87 may be installed between the power module terminal and the capacitor terminal. In this case, the separate bus bar 87 becomes an in-phase current path. By using the separate bus bar 87, the life variation of the capacitor 83 can be suppressed.

また本実施例の電力変換装置81は複数個のパワーモジュールU1〜W3およびコンデンサ83を具えていることから、これらを周方向に配設することで環状体にすることが容易であり、電力変換装置81にモータ回転軸を貫通させることができる。したがって、本実施例の電力変換装置81は機電一体型モータに適合する。   In addition, since the power conversion device 81 of this embodiment includes a plurality of power modules U1 to W3 and a capacitor 83, it is easy to form an annular body by arranging them in the circumferential direction. The motor 81 can be passed through the device 81. Therefore, the power conversion device 81 of this embodiment is suitable for an electromechanical integrated motor.

なお本実施例の電力変換装置81は9相に限られない。例えば電力変換装置は3相交流を出力し、この相数3に例えば所定整数3を乗算した9個のパワーモジュールU1〜W3を具え、これらパワーモジュールU1〜W3を前記所定整数3と同数の3組にグループ分けする。即ち、U1〜W1グループと、U2〜W2グループと、U3〜W3グループとにグループ分けする。そして、1グループ、2グループ、3グループとまとめたパワーモジュールを図13に示すように周方向に配列してもよい。この電力変換装置81を取り付けた多相交流モータは、パワーモジュールU1〜W3と同数のモータコイルを具え、両者を交流端子86でそれぞれ電気的に接続する。   In addition, the power converter device 81 of a present Example is not restricted to 9 phases. For example, the power converter outputs three-phase alternating current, and includes nine power modules U1 to W3 obtained by multiplying the number of phases 3 by, for example, a predetermined integer 3, and these power modules U1 to W3 are the same number 3 as the predetermined integer 3. Group into groups. That is, the U1-W1 group, the U2-W2 group, and the U3-W3 group are grouped. And you may arrange | position the power module put together into 1 group, 2 groups, and 3 groups in the circumferential direction as shown in FIG. The multiphase AC motor to which the power converter 81 is attached includes the same number of motor coils as the power modules U <b> 1 to W <b> 3, and both are electrically connected by an AC terminal 86.

このような構成によれば、モータコイルとパワーモジュールとの間のインピーダンスを最小にすることが可能になる。また機電一体型モータとしての内部インピーダンスを平衡にすることが可能になる。この結果、コンデンサ83の負荷を一層小さくするとともにバラツキを解消してコンデンサ83の小型化を図ることができる。   According to such a configuration, the impedance between the motor coil and the power module can be minimized. Further, it is possible to balance the internal impedance of the motor-electric integrated motor. As a result, the load on the capacitor 83 can be further reduced and the variation can be eliminated to reduce the size of the capacitor 83.

同様に、図12、図13に例示した電力変換装置において、パワーモジュールの個数を適切に選考することにより、3相や6相といった多相交流を出力する電力変換装置としても適用可能である。   Similarly, in the power converter illustrated in FIGS. 12 and 13, the power converter can be applied as a power converter that outputs multiphase alternating current such as three-phase or six-phase by appropriately selecting the number of power modules.

ところで、上記した本実施例の電力変換装置1,21,31,41,51,61,71,81では、複数相のうち一の相であるU相を代表して説明すると、U相におけるパワーモジュール2の端子と、他のV,W相におけるパワーモジュール3,4の端子とを電気的に接続するパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが、前記一の相内で前記パワーモジュールの端子および前記コンデンサの端子を電気的に接続する相内電流経路のインピーダンスよりも小さくなるよう構成したことから、相間でリプル電流のキャンセルを多くすることが可能となり、コンデンサに流れるリプル電流を少なくすることができる。したがって、コンデンサを小型化することが可能になり、ひいては電力変換装置の小型化を実現することができる。また、各相内でパワーモジュールおよびコンデンサ間の距離を長くする必要もなくなって、パワーモジュールへのサージ電流が大きくなることを回避することができる。   By the way, in the above-described power converters 1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 of the present embodiment, the U phase that is one of the plurality of phases will be described as a representative. The impedance of the power module inter-phase current path that electrically connects the terminal of the module 2 and the terminals of the power modules 3 and 4 in the other V and W phases is within the one phase. Since it is configured to be smaller than the impedance of the in-phase current path that electrically connects the terminals, it is possible to increase the cancellation of the ripple current between the phases and to reduce the ripple current flowing through the capacitor. Therefore, it is possible to reduce the size of the capacitor, and thus it is possible to reduce the size of the power converter. In addition, it is not necessary to increase the distance between the power module and the capacitor in each phase, and an increase in surge current to the power module can be avoided.

また電力変換装置1,21,31,41,51,61,71,81では、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスが、一の相内における相内電流経路のインピーダンスと一の相内におけるコンデンサの内部インピーダンスとの総和インピーダンスよりも小さくなるよう構成することにより、上述したコンデンサを小型化することが可能になるという効果を一層享受することができる。   Further, in the power converters 1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, the impedance of the current path between the power modules is such that the impedance of the current path in one phase and the inside of the capacitor in one phase. By configuring the impedance to be smaller than the total impedance with the impedance, it is possible to further enjoy the effect that the above-described capacitor can be reduced in size.

また電力変換装置41,61,71,81では、各相における相内電流経路のインピーダンスを、すべての相において同一になるよう構成したことから、各パワーモジュール2,3,4のサージ電圧を等しくすることができ、安定した電力変換を可能にする。   Moreover, in the power converters 41, 61, 71, 81, since the impedance of the in-phase current path in each phase is configured to be the same in all phases, the surge voltage of each power module 2, 3, 4 is made equal. And enables stable power conversion.

また電力変換装置21,41,61,71,81では、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、すべての相につき同一になるよう構成したことから、リプル電流のキャンセルが変動することを防止して、安定した電力変換を可能にする。   Moreover, in the power converters 21, 41, 61, 71, 81, since the impedance of the current path between the power modules is configured to be the same for all phases, the ripple current cancellation is prevented from fluctuating, Enables stable power conversion.

また電力変換装置21,41,61,71,81では図5、図7、図10、図11に示すように、複数のパワーモジュール2,3,4を周方向に配列する。つまり、これら2,3,4を共通する仮想円上に配置する。そして、これらパワーモジュール2,3,4の前記仮想円内径側の部位にP・N端子を設ける。これにより、パワーモジュール2,3,4の端子間距離、パワーモジュール2,4の距離をも相互に短くし得て、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを小さくするという上述した機能を得ることができる。   Further, in the power conversion devices 21, 41, 61, 71, 81, as shown in FIGS. 5, 7, 10, and 11, a plurality of power modules 2, 3, and 4 are arranged in the circumferential direction. That is, these 2, 3, and 4 are arranged on a common virtual circle. Then, a P · N terminal is provided at a portion of the power module 2, 3, 4 on the inner side of the virtual circle inner diameter. Thereby, the distance between the terminals of the power modules 2, 3, 4 and the distance of the power modules 2, 4 can be shortened to obtain the above-described function of reducing the impedance of the current path between the power modules. .

さらに電力変換装置21,41,61,71,81では、P・N端子の双方を、パワーモジュールの配列を表す仮想円の内径側端に設ける。これにより、パワーモジュール2,3,4の端子間距離を一層短くし得る。   Further, in the power converters 21, 41, 61, 71, 81, both the P and N terminals are provided on the inner diameter side end of the virtual circle representing the arrangement of the power modules. Thereby, the distance between the terminals of the power modules 2, 3, 4 can be further shortened.

また電力変換装置1等では、パワーモジュール2,3,4の正極端子または負極端子のうち、少なくとも一方の端子のすべてを、共通する仮想円上に配置したことから、パワーモジュール2,3,4相互間の端子距離を短くすることが可能になり、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。   In the power conversion device 1 and the like, since all of the positive terminals or the negative terminals of the power modules 2, 3, 4 are arranged on a common virtual circle, the power modules 2, 3, 4 are arranged. The distance between the terminals can be shortened, and the impedance of the current path between the power modules can be reduced.

また電力変換装置1等で正極端子および負極端子のうち一方の端子のすべてを、仮想円上に周方向等間隔に配置することにより、各相におけるパワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、すべての相につき略等しくすることができる。   Further, by arranging all of one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal on the virtual circle at equal intervals in the circumferential direction in the power conversion device 1 or the like, the impedance of the power module inter-phase current path in each phase can be set to all phases. Can be approximately equal.

また電力変換装置21,31等では、仮想円上に配置した前記端子を、モジュール2,
3,4本体の一端部に設け、モジュール本体の他端部を前記仮想円の外方に配置したこと
から、パワーモジュール2,3,4相互間の端子距離を一層短くすることができる。
Further, in the power conversion devices 21, 31 and the like, the terminals arranged on the virtual circle are connected to the module 2,
Since the other end of the module body is disposed outside the virtual circle, the terminal distance between the power modules 2, 3 and 4 can be further shortened.

また電力変換装置31では、1個の前記パワーモジュールにおける正極端子および負極端子を結ぶ仮想線が、前記仮想円に対して垂直になるような姿勢で、該パワーモジュールを配置したことから、パワーモジュール2,3,4相互間の端子距離を一層短くすることができる。   Further, in the power conversion device 31, the power module is arranged in such a posture that a virtual line connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in one power module is perpendicular to the virtual circle. The terminal distance between 2, 3, 4 can be further shortened.

また電力変換装置61等では、前記パワーモジュールの正極端子および負極端子のすべてを、共通する仮想円B上に周方向等間隔に配置したことから、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを、すべての相につき同一にすることが可能になり、電力変換装置を含む電気回路の設計が容易になる。   In the power conversion device 61 and the like, since all of the positive terminal and the negative terminal of the power module are arranged on the common virtual circle B at equal intervals in the circumferential direction, the impedance of the current path between the power modules is set to all phases. And the design of the electric circuit including the power converter becomes easy.

また電力変換装置41,51,61,71では、パワーモジュール2,3,4の端子間距離が、パワーモジュール端子から該端子と電気的に接続するコンデンサ端子までの距離よりも短い。また電力変換装置81では、パワーモジュールU1〜W3の端子間距離が、舌片部8Tの長さと略等しいパワーモジュール端子からコンデンサ83の端子までの距離よりも短い。
これにより、パワーモジュール相間電流経路のインピーダンスを相内電流経路のインピーダンスよりも小さくすることができる。
In the power converters 41, 51, 61, 71, the distance between the terminals of the power modules 2, 3, 4 is shorter than the distance from the power module terminal to the capacitor terminal electrically connected to the terminal. In the power converter 81, the distance between the terminals of the power modules U1 to W3 is shorter than the distance from the power module terminal to the terminal of the capacitor 83 that is substantially equal to the length of the tongue piece 8T.
Thereby, the impedance of the power module inter-phase current path can be made smaller than the impedance of the intra-phase current path.

また電力変換装置61等では、コンデンサ5,6,7の正極端子および負極端子のすべてを、共通する仮想円B上に周方向等間隔に配置し、この仮想円Bと仮想円Aとを同心円に配置したことから、リプル電流を各コンデンサ5,6,7に均等に分流できる。   Further, in the power conversion device 61 and the like, all of the positive terminals and the negative terminals of the capacitors 5, 6, and 7 are arranged on the common virtual circle B at equal intervals in the circumferential direction, and the virtual circle B and the virtual circle A are concentric. Therefore, the ripple current can be evenly distributed to the capacitors 5, 6, and 7.

また電力変換装置61等では、仮想円Aの径が仮想円Bの径の半分(正確には、仮想円
Aと仮想円Bの間の距離)よりも小さいことから、パワーモジュール相間電流経路のイン
ピーダンスを相内電流経路のインピーダンスよりも小さくすることができる。
In the power converter 61 and the like, since the diameter of the virtual circle A is smaller than half of the diameter of the virtual circle B (more precisely, the distance between the virtual circle A and the virtual circle B), The impedance can be made smaller than the impedance of the in-phase current path.

また電力変換装置81を具える機電一体型モータにおいて、電力変換装置81は図13に示すようにモータ回転軸を中心とする環状体であり、この環状体の周方向に複数個のパワーモジュールU1〜W3を配列する。これにより9相の多相交流電力変換装置の場合、3相交流電力変換装置と比べて、格段に相間電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。また、ロータ回転軸を電力変換装置81の孔85を貫通させることが可能となり、機電一体型モータに好適である。   Further, in the electromechanical integrated motor provided with the power conversion device 81, the power conversion device 81 is an annular body centering on the motor rotation shaft as shown in FIG. 13, and a plurality of power modules U1 are arranged in the circumferential direction of the annular body. ~ W3 is arranged. Thereby, in the case of a 9-phase multi-phase AC power converter, the impedance of the interphase current path can be significantly reduced as compared with the 3-phase AC power converter. Further, the rotor rotation shaft can be passed through the hole 85 of the power conversion device 81, which is suitable for an electromechanically integrated motor.

また電力変換装置81を具える機電一体型モータにおいて、電力変換装置81は、多相交流の相数(例えば3相)に所定整数(例えば3)を乗算した9個のパワーモジュールを具え、これら9個のパワーモジュールを前記所定整数3と同数の3組にグループ分けしたものであってもよい。つまり電力変換装置81は、U1〜U3のグループと、V1〜V3のグループと、W1〜W3のグループと、グループ毎にまとめたパワーモジュールU1〜W3を周方向に配列した3相交流電力変換装置であってもよい。
これにより、相間電流経路のインピーダンスを3相分の距離で定義できる。つまり、軸線方向からみて時計回りにパワーモジュールU1、V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3を配置すると、U1−V1の相間、V1−W1の相間、W1−U1の相間でリプル電流のキャンセルを実現できる。しかもW1−U1(一番離れている関係)のリプル電流キャンセルは、実はW1−U2の相間およびU1−W3の相間で可能なので、相間距離はパワーモジュールの隣接した間のみで定義することができる。したがって3個のパワーモジュールを具える3相交流電力変換装置と比べて、格段に相間電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。
また、9個のモータコイルを具えた多相交流モータの場合、各パワーモジュールU1〜W3の交流端子86をモータコイルに直接接続することができるので、モータコイルとパワーモジュールとの間のインピーダンスを最小にすることができる。
Further, in the electromechanical integrated motor including the power conversion device 81, the power conversion device 81 includes nine power modules obtained by multiplying the number of phases of the multiphase alternating current (for example, three phases) by a predetermined integer (for example, 3). Nine power modules may be grouped into three sets equal to the predetermined integer 3. In other words, the power conversion device 81 is a three-phase AC power conversion device in which U1 to U3 groups, V1 to V3 groups, W1 to W3 groups, and power modules U1 to W3 arranged for each group are arranged in the circumferential direction. It may be.
Thereby, the impedance of the current path between phases can be defined by the distance for three phases. That is, when the power modules U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, and W3 are arranged in the clockwise direction when viewed from the axial direction, the phase between U1-V1, the phase between V1-W1, and the phase between W1-U1. It is possible to cancel ripple current. Moreover, ripple current cancellation of W1-U1 (the farthest relationship) is actually possible between the phases W1-U2 and U1-W3, so the interphase distance can be defined only between adjacent power modules. . Therefore, the impedance of the interphase current path can be remarkably reduced as compared with a three-phase AC power conversion device including three power modules.
Further, in the case of a polyphase AC motor having nine motor coils, the AC terminals 86 of the power modules U1 to W3 can be directly connected to the motor coils, so that the impedance between the motor coils and the power modules can be reduced. Can be minimized.

また電力変換装置81を具える機電一体型モータにおいて、図13に示すように板状基板84の一方の面に複数個のパワーモジュールU1〜W3および相間電流経路になるバスバ8を配置し、図12に示すように他方の面に複数個のコンデンサ83を配置したことから、バスバ8からコンデンサ83に向けて舌片部8Tを延在させることで、相間電流経路のインピーダンスを小とし、相内電流経路のインピーダンスを大とすることができる。   Further, in the electromechanical integrated motor including the power conversion device 81, as shown in FIG. 13, a plurality of power modules U1 to W3 and a bus bar 8 serving as an interphase current path are arranged on one surface of the plate-like substrate 84. 12, since a plurality of capacitors 83 are arranged on the other surface, extending the tongue piece 8T from the bus bar 8 toward the capacitor 83 reduces the impedance of the interphase current path, The impedance of the current path can be increased.

また電力変換装置81を具える機電一体型モータにあっては舌片部8Tに代えて、相間電流経路になるバスバ8とは別体の、相内電流経路になるバスバ、パワーモジュールU1〜W3およびコンデンサ83間に架設してもよい。これにより、複数個あるコンデンサ83の負荷のバラツキおよび寿命のバラツキをなくすことができる。   In addition, in the electro-mechanical integrated motor including the power conversion device 81, the power modules U1 to W3 are replaced with the bus bar 8 serving as the in-phase current path, separately from the bus bar 8 serving as the inter-phase current path, instead of the tongue piece 8T. Further, it may be installed between the capacitors 83. As a result, it is possible to eliminate variations in loads and lifetimes of the plurality of capacitors 83.

また電力変換装置81を具える機電一体型モータにあっては板状基板84に冷媒を流す通路を形成して、当該通路の流入口84Iから流出口84Oにかけて冷媒を流すことから、基板84の両面にそれぞれ配列したパワーモジュールU1〜W3およびコンデンサ83を効率よく冷却することが可能となって冷却効率が向上する。   In the electromechanical integrated motor including the power conversion device 81, a passage through which the refrigerant flows is formed in the plate substrate 84, and the refrigerant flows from the inlet 84I to the outlet 84O of the passage. The power modules U1 to W3 and the capacitor 83 respectively arranged on both surfaces can be efficiently cooled, and the cooling efficiency is improved.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。本発明は上述した3相交流の実施例に限られず、6相、9相など、さらに複数の相からなる実施例に対しても適用可能である。本発明の電力変換装置の適用は、機電一体型モータとすることから、パワーモジュール2,3,4とコイル104とを近接配置する、即ちパワーモジュール2,3,4とコイル104とを低インピーダンスで接続することが可能となり、サージ電圧を低減することができる。なお、本発明の電力変換装置の適用は、機電一体型の態様に限定されるものではない。   The above description is merely an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the above-described three-phase alternating current embodiment, and can be applied to embodiments including a plurality of phases such as six phases and nine phases. Since the power conversion device of the present invention is an electromechanically integrated motor, the power modules 2, 3, 4 and the coil 104 are arranged close to each other, that is, the power modules 2, 3, 4 and the coil 104 are low impedance. So that the surge voltage can be reduced. The application of the power conversion device of the present invention is not limited to the electromechanical integrated type.

本発明の一実施例になる電力変換装置を具えた機電一体型モータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electromechanical integrated motor provided with the power converter device which becomes one Example of this invention. 同実施例の電力変換装置につき、概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device of the Example. リプル電流とサージ電流との関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the relationship between a ripple current and a surge current. リプル電流とサージ電流との関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the relationship between a ripple current and a surge current. 本発明の第2の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図であり、(a)はその平面図、(b)はその側面図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 4th Example of this invention, (a) is the top view, (b) is the side view. 同実施例におけるバスバと端子との取り付け箇所を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows the attachment location of the bus bar and a terminal in the Example. 本発明の第5の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図であり、(a)はその平面図、(b)はその側面図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes 5th Example of this invention, (a) is the top view, (b) is the side view. 本発明の第6の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図であり、(a)はその平面図、(b)はその側面図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 6th Example of this invention, (a) is the top view, (b) is the side view. 本発明の第7の実施例になる電力変換装置につき、概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure about the power converter device which becomes the 7th Example of this invention. 本発明の第8の実施例になる電力変換装置の実体構成を一方から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which looked at the substance structure of the power converter device which becomes the 8th Example of this invention from one side. 同実施例になる電力変換装置を他方から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which looked at the power converter device which becomes the Example from the other.

符号の説明Explanation of symbols

1,21,31,41,51,61,71,81 電力変換装置
2 U相パワーモジュール
3 V相パワーモジュール
4 W相パワーモジュール
5 U相コンデンサ
6 V相コンデンサ
7 W相コンデンサ
8 バスバ
12 多相交流モータ
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Power converter 2 U-phase power module 3 V-phase power module 4 W-phase power module 5 U-phase capacitor 6 V-phase capacitor 7 W-phase capacitor 8 Bus bar 12 Multiphase AC motor

Claims (21)

直流電流を多相交流電流に変換して多相交流モータに供給する電力変換装置において、
直流端子から入力される直流電流を多相交流電流に変換して交流端子へ出力する複数のパワーモジュールと、
各パワーモジュールに各々近接配置されるコンデンサと、
1つの相におけるパワーモジュールと、他の相におけるパワーモジュールとのインピーダンスが、前記パワーモジュールとコンデンサの間のインピーダンスよりも小さくなるように各相パワーモジュール同士及び複数のコンデンサを電気的に接続するバスバとを備えることを特徴とする電力変換装置。
In a power converter that converts a direct current into a multiphase alternating current and supplies it to a multiphase alternating current motor,
A plurality of power modules that convert a direct current input from the direct current terminal into a polyphase alternating current and output to the alternating current terminal; and
Capacitors placed close to each power module,
A bus bar that electrically connects each phase power module and a plurality of capacitors so that the impedance between the power module in one phase and the power module in the other phase is smaller than the impedance between the power module and the capacitor. A power conversion device comprising:
1つの相におけるパワーモジュールとコンデンサの間のインピーダンスが他の相のパワーモジュールとコンデンサ間のインピーダンスと同一となるようにパワーモジュールとコンデンサを接続することを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。   2. The power converter according to claim 1, wherein the power module and the capacitor are connected so that the impedance between the power module and the capacitor in one phase is the same as the impedance between the power module and the capacitor in the other phase. . パワーモジュール同士のインピーダンスが同一になるように、
パワーモジュールが仮想円上に等距離間隔で配置されていることを特徴とする請求項1または2記載の電力変換装置。
To make the impedance of power modules the same,
The power conversion apparatus according to claim 1, wherein the power modules are arranged at equal distances on a virtual circle.
前記パワーモジュールは前記仮想円の内径側に直流端子を設けたことを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 3, wherein the power module is provided with a DC terminal on an inner diameter side of the virtual circle. 前記パワーモジュールは、直流端子の正極端子、直流端子の負極端子を備え、
前記直流端子の正極端子、負極端子の両方の端子が前記仮想円の内径側に配置されていることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
The power module includes a positive terminal of a direct current terminal, a negative terminal of a direct current terminal,
The power converter according to claim 4, wherein both the positive terminal and the negative terminal of the DC terminal are disposed on the inner diameter side of the virtual circle.
前記パワーモジュールは、
前記直流端子の正極端子、負極端子のうち、少なくとも一方の端子全てを共通する仮想円上に配置されていることを特徴とする請求項5記載の電力変換装置。
The power module is
6. The power converter according to claim 5, wherein at least one of the positive terminal and the negative terminal of the DC terminal is arranged on a common virtual circle.
前記パワーモジュールは、
前記直流端子の正極端子、負極端子の両方を共通する第一の仮想円上に配置されていることを特徴とする請求項6記載の電力変換装置。
The power module is
The power converter according to claim 6, wherein both of the positive terminal and the negative terminal of the DC terminal are arranged on a first virtual circle that is common.
前記パワーモジュールは、前記直流端子の正極端子、負極端子を結ぶ仮想線が、前記仮想円を含む平面に垂直になるように配置されていることを特徴とする請求項7記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 7, wherein the power module is arranged such that a virtual line connecting a positive terminal and a negative terminal of the DC terminal is perpendicular to a plane including the virtual circle. 前記コンデンサは、正極端子、負極端子を備え、
正極端子、負極端子の両方を、共通する第二の仮想円上に配置することを特徴とする請求項5から7までのいずれか記載の電力変換装置。
The capacitor includes a positive terminal and a negative terminal,
The power converter according to any one of claims 5 to 7, wherein both the positive terminal and the negative terminal are arranged on a common second virtual circle.
前記コンデンサは、複数のコンデンサが第二の仮想円上に周方向等間隔で配置されていることを特徴とする請求項9記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 9, wherein a plurality of capacitors are arranged on the second virtual circle at equal intervals in the circumferential direction. 前記コンデンサは、第二の仮想円が第一の仮想円と同心円であり、且つ、第一の仮想円に対して、第二の仮想円の半径が倍になるような第二仮想円上に配置されていることを特徴とする請求項9または10記載の電力変換装置。   The capacitor is on a second virtual circle such that the second virtual circle is concentric with the first virtual circle, and the radius of the second virtual circle is doubled relative to the first virtual circle. The power conversion device according to claim 9 or 10, wherein the power conversion device is arranged. 前記電力変換装置は環状のプレートを有し、
前記パワーモジュールは環状プレートの一方の面に配置され、
前記コンデンサは環状プレートの他方の面に配置されることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
The power converter has an annular plate,
The power module is disposed on one surface of the annular plate;
The power converter according to claim 1, wherein the capacitor is disposed on the other surface of the annular plate.
前記複数のパワーモジュールは、環状プレートの一方の面上に直流端子を環状プレート中心方向に向けて放射状に配置され、
前記複数のコンデンサは、環状プレートの他方の面上に直流端子を環状プレートの中心方向に向けて放射状に配置されていることを特徴とする請求項12記載の電力変換装置。
The plurality of power modules are arranged radially on one surface of the annular plate with the DC terminals directed toward the center of the annular plate,
13. The power conversion device according to claim 12, wherein the plurality of capacitors are arranged radially on the other surface of the annular plate with direct-current terminals directed toward the center of the annular plate.
前記バスバは、複数のパワーモジュールの直流端子同士を接続するリング状のバスバであることを特徴とする請求項13記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 13, wherein the bus bar is a ring-shaped bus bar that connects DC terminals of a plurality of power modules. 前記バスバは、複数のパワーモジュールの直流端子近傍から、環状プレートの他方の面へ伸びる複数のタブを備え、該タブにコンデンサの直流端子を接続することを特徴とする請求項14記載の電力変換装置。   15. The power conversion according to claim 14, wherein the bus bar includes a plurality of tabs extending from the vicinity of the DC terminals of the plurality of power modules to the other surface of the annular plate, and the capacitor DC terminals are connected to the tabs. apparatus. 前記環状プレートは、環状プレート内に冷媒を通過させる通路を備えることを特徴とする請求項12から15までのいずれか記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 12 to 15, wherein the annular plate includes a passage through which the refrigerant passes. 前記パワーモジュールとコンデンサの間のインピーダンスは、
前記パワーモジュールとコンデンサの間の電流経路とコンデンサ内部の内部インピーダンスの和であることを特徴とする請求項1から16までのいずれか記載の電力変換装置。
The impedance between the power module and the capacitor is
The power converter according to any one of claims 1 to 16, wherein the power converter is a sum of a current path between the power module and the capacitor and an internal impedance inside the capacitor.
直流電流を多相交流電流に変換する電力変換装置と多相交流モータからなるモータ駆動システムにおいて、
円筒状のモータハウジングと、円筒状のモータハウジングの内周に沿って複数配置され、コイルを備えるステータと、モータハウジングに回転自在に支持されるロータと、モータハウジングの一端に配置される電力変換装置とを有し、
前記電力変換装置は、直流端子から入力される直流電流を多相交流電流に変換して交流端子へ出力する複数のパワーモジュールと、各パワーモジュールに各々近接配置されるコンデンサと、1つの相におけるパワーモジュールと、他の相におけるパワーモジュールとのインピーダンスが、前記パワーモジュールとコンデンサの間のインピーダンスよりも小さくなるように各相パワーモジュール同士及び複数のコンデンサを電気的に接続するバスバとを備えることを特徴とするモータ駆動システム。
In a motor drive system consisting of a power converter for converting DC current into multiphase AC current and a multiphase AC motor,
A cylindrical motor housing, a plurality of stators arranged along the inner periphery of the cylindrical motor housing, a stator having coils, a rotor rotatably supported by the motor housing, and power conversion disposed at one end of the motor housing Having a device,
The power converter includes a plurality of power modules that convert a direct current input from a direct current terminal into a multiphase alternating current and output to the alternating current terminal, a capacitor that is disposed close to each power module, and a single phase. A bus bar that electrically connects each phase power module and a plurality of capacitors so that an impedance between the power module and a power module in another phase is smaller than an impedance between the power module and the capacitor. A motor drive system characterized by
前記電力変換装置は環状のプレートを有し、前記パワーモジュールは環状プレートの一方の面に配置され、前記コンデンサは環状プレートの他方の面に配置されることを特徴とする請求項18記載のモータ駆動システム。   19. The motor according to claim 18, wherein the power converter has an annular plate, the power module is disposed on one surface of the annular plate, and the capacitor is disposed on the other surface of the annular plate. Driving system. 前記環状プレートは、モータ回転軸が孔を有することを特徴とする請求項19記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 19, wherein the annular plate has a motor rotation shaft. 前記ステータは、多相交流の相数に所定整数を乗算した個数のパワーモジュールを備え、前記パワーモジュールは、前記ステータ数と同数であって、前記コンデンサは前記パワーモジュールと同数であることを特徴とする請求項18から20までのいずれか記載の電力変換装置。   The stator includes a number of power modules obtained by multiplying the number of phases of polyphase alternating current by a predetermined integer, and the power modules are equal in number to the stators, and the capacitors are equal in number to the power modules. The power converter according to any one of claims 18 to 20.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4644275B2 (en) * 2008-07-29 2011-03-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter and electric vehicle
JP5326688B2 (en) * 2009-03-11 2013-10-30 日産自動車株式会社 Power converter
JP4811749B2 (en) 2009-06-24 2011-11-09 株式会社デンソー Drive device
JP5327646B2 (en) 2009-06-24 2013-10-30 株式会社デンソー Motor with built-in electronic circuit
JP5353522B2 (en) * 2009-07-23 2013-11-27 日産自動車株式会社 Power converter
JP5335104B2 (en) 2010-01-29 2013-11-06 三菱電機株式会社 Inverter integrated drive module and manufacturing method thereof
JP5834397B2 (en) * 2010-11-16 2015-12-24 富士電機株式会社 Inverter device
US9685900B2 (en) * 2010-11-19 2017-06-20 General Electric Company Low-inductance, high-efficiency induction machine and method of making same
US9780716B2 (en) 2010-11-19 2017-10-03 General Electric Company High power-density, high back emf permanent magnet machine and method of making same
JP5572608B2 (en) * 2011-09-14 2014-08-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Motor drive device
JP5888010B2 (en) * 2012-03-08 2016-03-16 日産自動車株式会社 Inverter module
JP5870797B2 (en) * 2012-03-22 2016-03-01 アイシン精機株式会社 Capacitor and inverter integrated three-phase synchronous motor device
CN105122626B (en) 2013-04-16 2017-08-22 三菱电机株式会社 DC-to-AC converter and the integrated type motor of inverter
JP6086033B2 (en) * 2013-06-05 2017-03-01 株式会社豊田自動織機 Inverter device
JP6302655B2 (en) * 2013-12-09 2018-03-28 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
KR102188621B1 (en) * 2014-06-23 2020-12-09 주식회사 만도 Inverter housing
JP6327983B2 (en) * 2014-07-08 2018-05-23 日産自動車株式会社 Power converter
EP3223307A4 (en) * 2014-11-20 2018-08-29 NSK Ltd. Heat dissipation substrate for mounting electric component
JP6054007B1 (en) * 2015-04-07 2016-12-27 三菱電機株式会社 Power converter
CN108352252B (en) * 2015-11-10 2020-03-24 松下知识产权经营株式会社 Thin film capacitor
JP6701878B2 (en) * 2016-03-29 2020-05-27 富士電機株式会社 Power converter
JP6317516B1 (en) * 2017-11-01 2018-04-25 高周波熱錬株式会社 DC smoothing circuit, inverter, and power supply device
JP2019172130A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 古河電気工業株式会社 Connection structure of on-vehicle power trunk line bus bars and electronic component module, and connection structure of on-vehicle power trunk line bus bars
CN108768186A (en) * 2018-07-23 2018-11-06 武汉合康亿盛电气连接系统有限公司 A kind of inverter of circumference array structure
JP6981379B2 (en) * 2018-07-31 2021-12-15 株式会社デンソー Power converter
JP7051006B2 (en) * 2019-05-16 2022-04-08 三菱電機株式会社 Power converter
EP4180257A1 (en) 2019-12-06 2023-05-17 Zhuhai Enpower Electric Co., Ltd. Laminated busbar assembly, motor controller, drive assembly and vehicle
DE102020206364A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 Vitesco Technologies Germany Gmbh Capacitor arrangement, vehicle propulsion power electronics device with a capacitor arrangement
JPWO2022173014A1 (en) * 2021-02-12 2022-08-18
WO2023145420A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 三菱電機株式会社 Rotating electric machine unit
WO2023145419A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 三菱電機株式会社 Dynamo-electric machine unit

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2242580B (en) * 1990-03-30 1994-06-15 Mitsubishi Electric Corp Inverter unit with improved bus-plate configuration
JPH05292703A (en) * 1992-04-09 1993-11-05 Toyota Motor Corp Motor for electric vehicle
JPH07245968A (en) * 1994-03-01 1995-09-19 Nippondenso Co Ltd Inverter device
JPH08126349A (en) * 1994-10-26 1996-05-17 Nippondenso Co Ltd Inverter device
JPH09103078A (en) * 1995-10-05 1997-04-15 Toshiba Corp Power converter
JPH1127959A (en) * 1997-07-08 1999-01-29 Toshiba Fa Syst Eng Kk Inverter
GB2330254B (en) * 1997-10-09 2000-10-18 Toshiba Kk Multiple inverter system
US6160696A (en) * 1998-05-04 2000-12-12 General Electric Company Modular bus bar and switch assembly for traction inverter
DE19846156C1 (en) * 1998-10-07 2000-07-27 Bosch Gmbh Robert Arrangement of a multi-phase converter
JP2001157487A (en) * 1999-11-26 2001-06-08 Nissan Motor Co Ltd Controller for electric rotating machine
JP2004048823A (en) * 2002-07-08 2004-02-12 Hitachi Unisia Automotive Ltd Electric machine with inverter

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