WO2023248716A1 - 電動圧縮機 - Google Patents

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WO2023248716A1
WO2023248716A1 PCT/JP2023/019689 JP2023019689W WO2023248716A1 WO 2023248716 A1 WO2023248716 A1 WO 2023248716A1 JP 2023019689 W JP2023019689 W JP 2023019689W WO 2023248716 A1 WO2023248716 A1 WO 2023248716A1
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WO
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inverter
motor
switching elements
partition wall
connection terminals
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/019689
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English (en)
French (fr)
Inventor
島田　透
辰樹 柏原
Original Assignee
サンデン株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to an electric compressor that includes an inverter that has a plurality of switching elements and supplies power to a motor.
  • an inverter-integrated electric compressor is used, in which an inverter is attached to an inverter accommodating portion formed in a housing.
  • a three-phase motor is housed in the motor chamber of the housing, and a hermetic plate (cluster) made of glass is provided on the partition wall between the motor chamber and the inverter housing section.
  • switching elements IGBT, etc.
  • the switching element is cooled by the low-temperature refrigerant flowing through the motor chamber through the partition wall. That is, the housing itself serves as a heat sink for the switching element.
  • the structure is such that three hermetic pins attached to the hermetic plate are electrically connected to the circuit board of the inverter (for example, see Patent Document 1).
  • this type of electric compressor has also been made to have a wider voltage range.
  • an inverter has been developed in which the voltage range is widened by not bundling the neutral points of the motors but opposing them with a half bridge (for example, see Patent Document 2).
  • 12 switching elements must be arranged on the partition wall of the housing, but with the conventional structure in which the hermetic pins are attached to the hermetic plate, there is no flexibility in the arrangement of the switching elements, and the number of hermetic pins is limited. As the number increases, when considering dielectric strength and cooling efficiency, it becomes difficult to arrange all of them on the partition wall without enlarging the dimensions of the housing, and improvements have been desired.
  • the present invention has been made in order to solve the conventional technical problems, and can equalize the loss/heat generation of the switching element, and can also support a wider range without increasing the dimensions.
  • the purpose of the present invention is to provide an electric compressor that enables the following.
  • the electric compressor of the present invention includes an inverter that has a plurality of switching elements and supplies power to a motor, and includes a motor chamber in which the motor is built-in, and an inverter accommodating part in which the inverter is attached.
  • the switching element is characterized in that the other end thereof is electrically connected to the inverter by penetrating the partition wall, and the switching elements are distributed and provided on the partition wall in a manner corresponding to each connection terminal.
  • the electric compressor of the invention according to claim 2 is characterized in that, in the above invention, the switching element is located in the vicinity of each connection terminal and provided on the partition wall.
  • each connection terminal is distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor.
  • connection terminals are provided, and the inverter is provided with six switching elements, and two switching elements are arranged corresponding to each connection terminal. It is characterized by what it did.
  • connection terminals are provided, and the inverter is provided with eight switching elements, and two switching elements are provided for each connection terminal. It is characterized in that switching elements are arranged one by one.
  • connection terminals are provided, and the inverter includes seven switching elements and one diode, corresponding to each connection terminal. It is characterized by the fact that the switching elements and diodes are arranged in a distributed manner.
  • connection terminals are provided, and the inverter is provided with 12 switching elements, and two switching elements are provided corresponding to each connection terminal. It is characterized in that switching elements are arranged one by one.
  • the housing in an electric compressor equipped with an inverter that has a plurality of switching elements and supplies power to a motor, the housing includes a motor chamber in which the motor is built and an inverter accommodating part in which the inverter is attached. , a partition wall between the motor room and the inverter accommodating section, and a plurality of connection terminals each having one end electrically connected to the motor and protruding from the motor in the direction of the partition wall, and each connection terminal being provided in a distributed manner. , the other end that penetrates the partition is electrically connected to the inverter, and the switching elements are distributed and provided on the partition in a manner that corresponds to each connection terminal, so that the wiring lengths to each phase of the motor are equal. value or a value close to it, it becomes possible to equalize the surge voltage in each phase and equalize the loss/heat generation of each switching element.
  • the switching element is provided on the partition wall near each connection terminal as in the invention of claim 2, the wiring length from the switching element to the connection terminal can be shortened and the surge voltage can be reduced. You will be able to do this.
  • connection terminals are provided at equal intervals in the circumferential direction of the motor as in the third aspect of the invention, it is possible to smoothly equalize the wiring lengths for each phase of the motor. It becomes like this.
  • connection terminals when three connection terminals are provided and the inverter has six switching elements, two switching elements are arranged corresponding to each connection terminal as in the invention of claim 4. .
  • connection terminals are provided and the inverter has eight switching elements, two switching elements are arranged corresponding to each connection terminal, as in the fifth aspect of the invention.
  • connection terminals when six connection terminals are provided and the inverter has seven switching elements and one diode, the switching elements and diodes are distributed in a manner corresponding to each connection terminal as in the invention of claim 6. and place it.
  • connection terminals even when six connection terminals are provided and the inverter has 12 switching elements, it is preferable to arrange two switching elements corresponding to each connection terminal as in the seventh aspect of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an electric circuit diagram of an example of the electric compressor of FIG. 1 (Example 1).
  • FIG. 3 is a plan view of the electric compressor of the embodiment shown in FIG. 2 when viewed from the inverter accommodating section side, excluding a cover and a substrate.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the inverter of the embodiment of FIG. 2;
  • 2 is an electric circuit diagram of another example of the electric compressor of FIG. 1 (Example 2).
  • FIG. FIG. 6 is a plan view of the electric compressor of the embodiment shown in FIG. 5 when viewed from the inverter accommodating section side, excluding the cover and the board.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the inverter of the embodiment of FIG. 5.
  • FIG. FIG. 2 is an electric circuit diagram of still another embodiment of the electric compressor of FIG. 1 (Embodiment 3).
  • FIG. 9 is a plan view of the electric compressor of the embodiment shown in FIG. 8 when viewed from the inverter accommodating section side, excluding the cover and the board. 9 is a diagram illustrating the operation of the inverter of the embodiment of FIG. 8.
  • FIG. FIG. 2 is an electrical circuit diagram of still another embodiment of the electric compressor of FIG. 1 (Embodiment 4).
  • FIG. 12 is a plan view of the electric compressor of the embodiment shown in FIG. 11 when viewed from the inverter accommodating section side, excluding a cover and a board. 12 is a diagram illustrating the operation of the inverter of the embodiment of FIG. 11.
  • FIG. 11 is a plan view of the electric compressor of the embodiment shown in FIG. 11 when viewed from the inverter accommodating section side, excluding a cover
  • the electric compressor 1 of the embodiment constitutes a part of a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner mounted on an electric vehicle.
  • FIG. 1 Inside the metal housing 2 (heat sink) of the electric compressor 1 (made of aluminum in the embodiment), a partition wall 3 (housing 2 The motor chamber 4 is divided into a motor chamber 4 and an inverter accommodating section 6 by a part of ing.
  • the motor 8 is an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) consisting of a stator 9 fixed to the housing 2 and a rotor 11 rotating inside the stator 9.
  • IPMSM Interior Permanent Magnet Synchronous Motor
  • a bearing part 12 is formed in the center of the partition wall 3 on the motor chamber 4 side, one end of a drive shaft 13 of the rotor 11 is supported by this bearing part 12, and the other end of the drive shaft 13 is connected to the compression mechanism 7. has been done.
  • a suction port 14 is formed near the partition wall 3 at a position corresponding to the motor chamber 4 of the housing 2, and when the rotor 11 (drive shaft 13) of the motor 8 rotates and the compression mechanism 7 is driven, this suction port 14 is formed in the vicinity of the partition wall 3 at a position corresponding to the motor chamber 4.
  • a low-temperature refrigerant which is a working fluid, flows into the motor chamber 4 of the housing 2 from the port 14, is sucked into the compression mechanism 7, and is compressed.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 7 to a high temperature and high pressure is discharged to the refrigerant circuit outside the housing 2 from a discharge port (not shown). Furthermore, the low-temperature refrigerant flowing in from the suction port 14 passes near the partition wall 3 and around the motor 8, and is sucked into the compression mechanism 7, so that the partition wall 3 is also cooled.
  • a bus bar 5 is attached to the coil end of the stator 9 on the partition wall 3 side.
  • This bus bar 5 has an annular shape and is electrically connected to each phase of UVW coils 9U, 9V, and 9W (FIG. 2) wound around the stator 9 of the motor 8.
  • three connection terminals 10A, 10B, and 10C are attached to the bus bar 5, and are provided so as to protrude in the direction of the partition wall 3.
  • One end of each connection terminal 10A, 10B, 10C is electrically connected to each phase coil 9U, 9V, 9W of the motor 8 via a bus bar 5.
  • connection terminals 10A, 10B, and 10C are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8 (at intervals of 120 degrees around the axis of the housing 2). Further, insertion holes 15 are formed in the partition wall 3 at positions corresponding to the respective connection terminals 10A, 10B, and 10C (three locations). Each of the connection terminals 10A, 10B, and 10C passes through each insertion hole 15, that is, penetrates the partition wall 3, and the other end thereof enters into the inverter accommodating portion 6. This state is shown in FIG. Note that the spaces between each insertion hole 15 and each connection terminal 10A, 10B, and 10C are insulated and sealed with an O-ring or the like (not shown).
  • the inverter 16 that drives and controls the motor 8 is housed in the inverter accommodating portion 6 that is separated from the motor chamber 4 by the partition wall 3 .
  • the inverter 16 includes a substrate 17, six upper and lower arm switching elements 18A to 18F located on one side of the substrate 17 (on the partition wall 3 side) and wired to the substrate 17, and the substrate 17. It is composed of a control section 21 wired on the other side, and an HV connector, an LV connector, etc. (not shown).
  • each of the switching elements 18A to 18F is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) in which a MOS structure is incorporated in the gate portion.
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • connection terminals 10A, 10B, and 10C that have entered the inverter accommodating portion 6 from the partition wall 3 are electrically connected to the substrate 17 of the inverter 16 via press-fit terminals (not shown) or the like.
  • the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E which constitute the V-phase half-bridge circuit 19V of the inverter circuit 28, are located near the left and right sides of the connection terminal 10B, and are located on the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. Arranged in a heat exchange relationship. Further, the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F, which constitute the W-phase half bridge circuit 19W of the inverter circuit 28, are located near the left and right sides of the connection terminal 10C, and are mounted on the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. Arranged in a heat exchange relationship.
  • two switching elements 18A to 18F are distributed and arranged in two pieces corresponding to each of the connection terminals 10A to 10C, and provided on the partition wall 3. Further, the terminal portions 22 of each of the switching elements 18A to 18F stand on the board 17 side in a state facing each of the connection terminals 10A to 10C, and are electrically connected to the board 17 of the inverter 16. In this way, the inverter 16 having the inverter circuit 28 is configured to supply power to the motor 8 via the connection terminals 10A to 10C and the bus bar 5.
  • each of the switching elements 18A to 18F is in close contact with the partition wall 3 via an insulating and/or heat dissipating sheet (not shown), and is in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2. At this time, each of the switching elements 18A to 18F is arranged at a position that avoids locations corresponding to the bearing 12 and the drive shaft 13.
  • each switching element 18A to 18F is in a heat exchange relationship with the sucked refrigerant through the partition wall 3, and The switching elements 18A to 18F are cooled by the refrigerant sucked into the chamber 4, and each of the switching elements 18A to 18F radiates heat to the refrigerant through the partition wall 3. That is, the partition wall 3 (part of the housing 2) of the electric compressor 1 serves as a heat sink for each of the switching elements 18A to 18F.
  • the inverter 16 includes the aforementioned three-phase inverter circuit (three-phase inverter circuit) 28 and a control section 21.
  • the inverter circuit 28 is a circuit that converts a DC voltage (for example, DC 300V) from a DC power source (battery of an electric vehicle) 29 into a three-phase AC voltage and applies the voltage to the coils 9U, 9V, and 9W of the stator 9 of the motor 8.
  • the coils 9U, 9V, and 9W of the stator 9 of the motor 8 in this embodiment are bundled at a neutral point.
  • the inverter circuit 28 includes the aforementioned U-phase half-bridge circuit 19U, the V-phase half-bridge circuit 19V, and the W-phase half-bridge circuit 19W.
  • Upper arm switching elements 18A to 18C and lower arm switching elements 18D to 18F are individually provided.
  • each of the switching elements 18A to 18F includes a flywheel diode connected in antiparallel.
  • the collector electrodes of the upper arm switching elements 18A to 18C of the inverter circuit 28 are connected to the positive power line 31 (HV+) of the DC power supply 29.
  • the emitter electrodes of the lower arm switching elements 18D to 18F of the inverter circuit 28 are connected to the negative power line 32 (HV-) of the DC power supply 29.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18A of the U-phase half-bridge circuit 19U and the collector electrode of the lower arm switching element 18D are connected, and their connection point (arm midpoint) is connected to the U-phase coil 9U of the motor 8. connected to one end.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18B of the V-phase half-bridge circuit 19V and the collector electrode of the lower arm switching element 18E are connected, and their connection point (arm midpoint) is connected to the V-phase coil 9V of the motor 8. connected to one end.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18C of the W-phase half bridge circuit 19W and the collector electrode of the lower arm switching element 18F are connected, and their connection point (arm midpoint) is connected to the W-phase coil 9W of the motor 8. connected to one end.
  • the other ends of each of the coils 9U to 9W are bundled together and serve as a neutral point as described above.
  • connection terminal 10A constitutes a part of the wiring 33U between the connection point between the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half-bridge circuit 19U and the U-phase coil 9U of the motor 8.
  • connection terminal 10B constitutes a part of the wiring 33V between the connection point between the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V and the V-phase coil 9V of the motor 8.
  • connection terminal 10C constitutes a part of the wiring 33W between the connection point between the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half-bridge circuit 19W and the W-phase coil 9W of the motor 8. Become.
  • FIG. 4 shows an example of the control operation of the control section 21 of the inverter 16 in this embodiment.
  • cu, cv, and cw are normalized pulse width command values
  • vu, vv, and vw are voltages applied to each UVW phase of the motor 8, respectively.
  • Iu, Iv, and Iw are examples of currents flowing through the motor 8.
  • the control unit 21 switches (ON/OFF) the switching elements 18A to 18F of the half-bridge circuits 19U, 19V, and 19W of each phase of the inverter circuit 28 to apply the three-phase AC voltages vu, vv, and vw to the motor 8. Apply to each coil 9U, 9V, 9W.
  • normalization is performed so that "1" is applied when the upper arm switching elements 18A to 18C are ON, and "-1" is applied when the lower arm switching elements 18D to 18F are ON.
  • vu, vv, and vw are shown as values obtained by subtracting the neutral point potential vmid of the motor 8 from the output voltage of the inverter circuit 16.
  • three-phase AC voltage is applied to the motor 8 by the inverter 16, so that the motor 8 is rotationally driven.
  • the three connection terminals 10A to 10C protruding from the motor 8 in the direction of the partition wall 3 are provided in a distributed manner, and the other end passing through the partition wall 3 is electrically connected to the inverter 16.
  • the switching elements 18A to 18F are distributed and provided on the partition wall 3 in a manner corresponding to each connection terminal 10A to 10C, the lengths of the wiring 33U to 33W to each phase of the motor 8 (wiring length) can be made equal or close to it. This makes it possible to equalize the surge voltages in each UVW phase and equalize the loss/heat generation of each switching element 18A to 18F.
  • two switching elements 18A to 18F are provided on the partition wall 3 in correspondence with each of the connection terminals 10A to 10C and located near them, so that the switching elements 18A and 18D are connected to the connection terminals
  • the wiring lengths from switching elements 10A and switching elements 18B and 18E to connection terminal 10B and from switching elements 18C and 18F to connection terminal 10C are shortened, making it possible to further reduce surge voltage.
  • connection terminals 10A to 10C are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8, the wiring length for each UVW phase of the motor 8 (the length of the wiring 33U to 33W) This makes it possible to smoothly achieve uniformity.
  • the structure of the target electric compressor 1 is the same as that shown in FIG. 1, and the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4 have the same or similar functions.
  • the inverter 16 of this embodiment is a 4-wire inverter, and the inverter circuit 28 constitutes a fourth half-bridge circuit 19M in addition to the six switching elements 18A to 18F of the above-mentioned embodiment (Embodiment 1). It includes two switching elements 18G and 18H (FIG. 5).
  • the inverter circuit 28 of the inverter 16 of this embodiment is composed of a total of eight switching elements 18A to 18H.
  • the collector electrode of the upper arm switching element 18G of the fourth half bridge circuit 19M is connected to the positive side power supply line 31, and the emitter electrode of the lower arm switching element 18H is connected to the negative side power supply line 32. .
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18G of the half bridge circuit 19M and the collector electrode of the lower arm switching element 18H are connected, and their connection point (arm midpoint) is the neutral point of the motor 8 via the excitation coil 34. It is connected to the.
  • connection terminal 10D As described above, since the inverter 16 of this embodiment has eight switching elements 18A to 18H, in addition to the three connection terminals 10A to 10C described above, there is also one connection terminal 10D. is provided. Note that this connection terminal 10D is also attached to the bus bar 5, and one end thereof is electrically connected to the neutral point of the motor 8 via the bus bar 5. Further, the connection terminal 10D also protrudes from the bus bar 5, passes through the similar insertion hole 15 of the partition wall 3 (penetrates the partition wall 3), and is electrically connected to the board 17 of the inverter 16 via a press-fit terminal or the like as described above. be done.
  • connection terminal 10D constitutes a part of the wiring 33M between the connection point between the upper arm switching element 18G and the lower arm switching element 18H of the fourth half bridge circuit 19M and the neutral point of the motor 8. It takes shape.
  • connection terminals 10A, 10B, 10D, and 10C are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8 (intervals of 90 degrees around the axis of the housing 2). Figure 6). Also in this embodiment, as shown in FIG. 6, the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half-bridge circuit 19U are located near the left and right sides of the connection terminal 10A, and the inverter accommodating part 6 of the partition wall 3 Arranged on the side surface in a heat exchange relationship.
  • the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10B, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half bridge circuit 19W of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10C, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18G and the lower arm switching element 18H of the fourth half bridge circuit 19M of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10D, and are attached to the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. Arranged in a heat exchange relationship.
  • two switching elements 18A to 18H are distributed and arranged on the partition wall 3, corresponding to each of the connection terminals 10A to 10D.
  • the terminal portions 22 of each of the switching elements 18A to 18H stand on the substrate 17 side in a state facing each of the connection terminals 10A to 10D, and are electrically connected to the substrate 17 of the inverter 16.
  • the inverter 16 having the inverter circuit 28 is configured to supply power to the motor 8 via the connection terminals 10A to 10D and the bus bar 5.
  • each switching element 18G, 18H is also in close contact with the partition wall 3 via an insulating and/or heat dissipating sheet, and is in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2, so that the switching elements 18G and 18H are sucked into the motor chamber 4 through the partition wall 3.
  • the switching elements 18G and 18H themselves radiate heat to the coolant through the partition wall 3. The rest is the same as the embodiment described above.
  • FIG. 7 shows an example of the control operation of the control section 21 of the inverter 16 in this embodiment.
  • cu, cv, and cw are normalized pulse width command values
  • vu, vv, and vw are voltages applied to each UVW phase of the motor 8, respectively.
  • vmid is the neutral point voltage of the motor 8.
  • Iu, Iv, and Iw are examples of currents flowing through the motor 8.
  • the control unit 21 switches (ON/OFF) the switching elements 18A to 18F of the half bridge circuits 19U, 19V, and 19W of each phase of the inverter circuit 28 to control the three-phase AC voltages vu, vv, and vw. is applied to each coil 9U, 9V, and 9W of the motor 8.
  • the fourth half bridge circuit 19M always turns on the lower arm switching element 18H.
  • the pulse width command values cu, cv, and cw all change the PWM command values so that the ON time of the upper arm switching elements 18A to 18C becomes longer.
  • the DC current Imid can be caused to flow through the excitation coil 34.
  • this excitation coil 34 By passing a current through this excitation coil 34, it becomes possible to provide a magnetic flux strengthening effect or a magnetic flux weakening effect, and it becomes possible to drive efficiently in a high speed region or a low speed region.
  • the direction of the current is as shown in the electric circuit diagram of FIG. 5, and the direction is given so that the sum becomes 0.
  • connection terminals 10A to 10D protruding from the motor 8 in the direction of the partition wall 3 are provided in a distributed manner, and switching elements 18A to 18H are provided in a form corresponding to each connection terminal 10A to 10D. Since they are distributed and provided on the partition wall 3, the lengths (wiring lengths) of the wirings 33U to 33W and 33M to each phase and neutral point of the motor 8 can be made equal or close to it. become able to. This makes it possible to equalize the surge voltage in each UVW phase and in the wiring to the neutral point, and to equalize the loss/heat generation of each switching element 18A to 18H.
  • two switching elements 18A to 18H are provided on the partition wall 3 in the vicinity of the connection terminals 10A to 10D, so that the switching elements 18A and 18D are connected to each other.
  • Wiring lengths from terminal 10A and switching elements 18B and 18E to connection terminal 10B, from switching elements 18C and 18F to connection terminal 10C, and from switching elements 18G and 18H to connection terminal 10D are shortened, making it possible to further reduce surge voltage. become.
  • connection terminals 10A, 10B, 10D, and 10C are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8, the wiring lengths to each UVW phase and neutral point of the motor 8 are (The lengths of the wirings 33U to 33W, 33M) can be made uniform smoothly.
  • the dimensions of the housing 2 can be expanded even when the number of connection terminals increases to four, 10A to 10D, and the number of switching elements increases to eight, 18A to 18H. It becomes possible to arrange them in a state that satisfies dielectric strength voltage and cooling efficiency without causing problems.
  • the structure of the target electric compressor 1 is the same as that in FIG. 1, and the same reference numerals as in FIGS. 1 to 7 have the same or similar functions.
  • the inverter 16 of this embodiment is also a 4-wire inverter, but unlike the embodiment described above (Embodiment 2), the inverter circuit 28 runs from the neutral point of the motor 8 through the diode 36 and through the excitation coil 34.
  • the configuration includes only the arm switching element 18H.
  • the inverter circuit 28 of the inverter 16 of this embodiment is composed of a total of seven switching elements 18A to 18F, 18H, and further includes a diode 36.
  • the collector electrode of the seventh switching element 18H is connected to the excitation coil 34, and the emitter electrode is connected to the negative power supply line 32.
  • the excitation coil 34 is connected to the neutral point of the motor 8 via a diode 36. Note that the direction of the excitation coil 34 is the forward direction of the diode 36.
  • connection terminals include three connection terminals in addition to the three connection terminals 10A to 10C described above.
  • Three connection terminals 10D, 10E, and 10F are provided.
  • each of the connection terminals 10D to 10F is also attached to the bus bar 5, and one end thereof is electrically connected to the motor 8 via the bus bar 5.
  • the connection terminals 10D to 10F also protrude from the bus bar 5, pass through the similar insertion holes 15 in the partition wall 3 (penetrate the partition wall 3), and are electrically connected to the board 17 of the inverter 16 via press-fit terminals or the like as described above. connected to.
  • connection terminal 10D constitutes a part of the wiring 33M between the collector electrode of the lower arm switching element 18H and the excitation coil 34
  • connection terminal 10E forms part of the wiring 33D1 between the excitation coil 34 and the diode 36
  • connection terminal 10F constitutes a part of the wiring 33D2 between the diode 36 and the neutral point of the motor 8.
  • connection terminals 10A, 10B, 10F, 10E, 10D, and 10C are distributed in the circumferential direction of the motor 8 (FIG. 9). Also in this embodiment, as shown in FIG. 9, the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half bridge circuit 19U are located near the left and right sides of the connection terminal 10A, and the inverter accommodating part 6 of the partition wall 3 Arranged on the side surface in a heat exchange relationship.
  • the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10B, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half bridge circuit 19W of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10C, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the seventh lower arm switching element 18H of the inverter circuit 28 is located near the connection terminal 10D and arranged on the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side in a heat exchange relationship.
  • the diode 36 is located between and near the connection terminals 10E and 10F, and is arranged on the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side in a heat exchange relationship.
  • two switching elements 18A to 18F are distributed and arranged in two pieces corresponding to each connection terminal 10A to 10C, and provided on the partition wall 3.
  • the terminal portions 22 of each of the switching elements 18A to 18F, 18H and the terminal 37 of the diode 36 stand on the board 17 side with each connection terminal 10A to 10F side, and electrically connect to the board 17 of the inverter 16. connected to.
  • the inverter 16 having the inverter circuit 28 is configured to supply power to the motor 8 via the connection terminals 10A to 10F and the bus bar 5.
  • the switching element 18H and the diode 36 are also in close contact with the partition wall 3 via an insulating and/or heat dissipating sheet, and are in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2, so that the switching element 18H and the diode 36 are in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2.
  • the switching element 18H and the diode 36 themselves radiate heat to the coolant through the partition wall 3. The rest is the same as the embodiment described above.
  • FIG. 10 shows an example of the control operation of the control section 21 of the inverter 16 in this embodiment.
  • cu, cv, and cw are normalized pulse width command values
  • vu, vv, and vw are voltages applied to each UVW phase of the motor 8, respectively.
  • vmid is the neutral point voltage of the motor 8.
  • Iu, Iv, and Iw are examples of currents flowing through the motor 8.
  • control unit 21 switches (ON/OFF) the switching elements 18A to 18F of the half bridge circuits 19U, 19V, and 19W of each phase of the inverter circuit 28 to control the three-phase AC voltages vu, vv, and vw. is applied to each coil 9U, 9V, and 9W of the motor 8.
  • the lower arm switching element 18H passing through the excitation coil 34 is always turned on. Further, if the current of the motor 8 is defined as the direction in which it flows, a negative current flows as the DC current Imid. The rest is the same as in the second embodiment.
  • connection terminals 10A to 10F protruding from the motor 8 in three directions of the partition wall are provided in a distributed manner, and switching elements 18A to 18F, 18H and a diode 36 are connected to each connection terminal 10A to 10F. Since they are distributed and provided on the partition wall 3 in a corresponding manner, the lengths (wiring lengths) of the wirings 33U to 33W, 33M, 33D1, and 33D2 to each phase and neutral point of the motor 8 are set to the same value, or It becomes possible to obtain a value close to that value. This makes it possible to equalize the surge voltage in each UVW phase and in the wiring to the neutral point, and to equalize the loss/heat generation of each switching element 18A to 18F, 18H and diode 36.
  • two switching elements 18A to 18F are provided on the partition wall 3 in the vicinity of each of the connection terminals 10A to 10C, and a switching element 18H is provided in correspondence to the connection terminal 10D.
  • the diode 36 corresponds to the connection terminals 10E, 10F, and is provided in the partition 3 near them, so that the switching elements 18A, 18D can be connected to the connection terminal 10A, 10F.
  • Wiring lengths from the switching elements 18B and 18E to the connection terminal 10B, from the switching elements 18C and 18F to the connection terminal 10C, from the switching element 18H to the connection terminal 10D, and from the diode 36 to the connection terminals 10E and 10F are shortened, further reducing surge voltage. You will be able to do this.
  • the degree of freedom in the arrangement of the switching elements 18A to 18F, 18H and the diode 36 increases, so the number of connection terminals increases to six (10A to 10F), the number of switching elements increases to seven (18A to 18F, 18H), and the diode 36 increases. Even when they are added, it is possible to arrange them without enlarging the dimensions of the housing 2 while satisfying dielectric strength and cooling efficiency.
  • the structure of the target electric compressor 1 is the same as that shown in FIG. 1, and parts indicated by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 10 have the same or similar functions.
  • the inverter 16 in this embodiment is a 6-wire inverter, and the inverter circuit 28 includes, in addition to the half-bridge circuits 19U to 19W, three half-bridge circuits 19U1, 19V1, and 19W1 corresponding to each phase of UVW. ( Figure 11).
  • each half-bridge circuit 19U to 19W and each half-bridge circuit 19U1 to 19W1 are opposed to each other with the coils 9U to 9W of the motor 8 sandwiched therebetween.
  • the half-bridge circuits 19U1 to 19W1 of each phase also individually include upper arm switching elements 18A1 to 18C1 and lower arm switching elements 18D1 to 18F1.
  • Each of the switching elements 18A1 to 18F1 also includes a flywheel diode connected in antiparallel.
  • the collector electrodes of the upper arm switching elements 18A1 to 18C1 are connected to the positive power supply line 31 of the DC power supply 29.
  • the emitter electrodes of the lower arm switching elements 18D1 to 18F1 are connected to the negative power line 32 of the DC power supply 29.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18A1 of the U-phase half-bridge circuit 19U1 and the collector electrode of the lower arm switching element 18D1 are connected, and their connection point (arm midpoint) is the U-phase coil 9U of the motor 8. connected to the other end.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18B1 of the V-phase half bridge circuit 19V1 and the collector electrode of the lower arm switching element 18E1 are connected, and their connection point (arm midpoint) is connected to the V-phase coil 9V of the motor 8. connected to the other end.
  • the emitter electrode of the upper arm switching element 18C1 of the W-phase half-bridge circuit 19W1 and the collector electrode of the lower arm switching element 18F1 are connected, and their connection point (arm midpoint) is connected to the W-phase coil 9W of the motor 8. connected to the other end.
  • connection terminals 10D to 10F are also attached to the bus bar 5, and one end thereof is electrically connected to the motor 8 via the bus bar 5.
  • connection terminals 10D to 10F also protrude from the bus bar 5, pass through the similar insertion holes 15 in the partition wall 3 (penetrate the partition wall 3), and are electrically connected to the board 17 of the inverter 16 via press-fit terminals or the like as described above. connected to.
  • connection terminal 10D constitutes a part of the wiring 33U1 between the connection point between the upper arm switching element 18A1 and the lower arm switching element 18D1 of the half bridge circuit 19U1 and the other end of the U-phase coil 9U of the motor 8.
  • connection terminal 10E constitutes a part of the wiring 33V1 between the connection point between the upper arm switching element 18B1 and the lower arm switching element 18E1 of the half bridge circuit 19V1 and the other end of the V-phase coil 9V of the motor 8.
  • connection terminal 10F constitutes a part of the wiring 33W1 between the connection point between the upper arm switching element 18C1 and the lower arm switching element 18F1 of the half bridge circuit 19W1 and the other end of the W-phase coil 9W of the motor 8. .
  • connection terminals 10A to 10F are provided at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8 (at intervals of 60 degrees around the axis of the housing 2) (FIG. 12). Also in this embodiment, as shown in FIG. 12, the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half bridge circuit 19U are located near the left and right sides of the connection terminal 10A, and the inverter accommodating part 6 of the partition wall 3 Arranged on the side surface in a heat exchange relationship.
  • the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10B, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half bridge circuit 19W of the inverter circuit 28 are located near the left and right sides of the connection terminal 10C, and exchange heat with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18A1 and the lower arm switching element 18D1 of another U-phase half bridge circuit 19U1 are located near the left and right sides of the connection terminal 10D, and perform heat exchange with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. arranged in relationship.
  • the upper arm switching element 18B1 and the lower arm switching element 18E1 of the other V-phase half bridge circuit 19V1 are located near the left and right sides of the connection terminal 10E, and are connected to the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side in a heat exchange relationship.
  • the upper arm switching element 18C1 and the lower arm switching element 18F1 of another W-phase half-bridge circuit 19W1 are located near the left and right sides of the connection terminal 10F, and are in a heat exchange relationship with the surface of the partition wall 3 on the inverter accommodating portion 6 side. It will be placed in
  • two switching elements 18A to 18F, 18A1 to 18F1 are distributed and arranged in two pieces corresponding to each of the connection terminals 10A to 10F, and provided on the partition wall 3. Further, the terminal portions 22 of each of the switching elements 18A to 18F, 18A1 to 18F1 stand up on the board 17 side with each connection terminal 10A to 10F side, and are electrically connected to the board 17 of the inverter 16. .
  • the inverter 16 having the inverter circuit 28 is configured to supply power to the motor 8 via the connection terminals 10A to 10F and the bus bar 5.
  • each of the switching elements 18A1 to 18F1 is also in close contact with the partition wall 3 via an insulating and/or heat dissipating sheet, and is in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2, so that the switching elements 18A1 to 18F1 are in a heat exchange relationship with the partition wall 3 of the housing 2.
  • the switching elements 18A1 to 18F1 themselves radiate heat to the coolant through the partition wall 3. The rest is the same as the embodiment described above.
  • FIG. 13 shows an example of the control operation of the control section 21 of the inverter 16 in this embodiment.
  • cu, cv, and cw are normalized pulse width command values
  • vu, vv, and vw are voltages applied to each UVW phase of the motor 8, respectively.
  • Iu, Iv, and Iw are examples of currents flowing through the motor 8.
  • control unit 21 switches (ON/OFF) the switching elements 18A to 18F of the half bridge circuits 19U, 19V, and 19W of each phase of the inverter circuit 28 to control the three-phase AC voltages vu, vv, and vw. is applied to each coil 9U, 9V, and 9W of the motor 8.
  • the operations of the upper arm switching elements 18A1 to 18C1 of the half bridge circuits 19U1, 19V1, and 19W1 of each phase are reversed. That is, when the upper arm switching element 18A of the half bridge circuit 19U is ON, the lower arm switching element 18D1 of the opposing half bridge circuit 19U1 is turned ON.
  • the voltage is about twice as high. It becomes possible to apply Note that the maximum voltage that can be applied is about 1.5 to 2 times (the specific value varies depending on the modulation method).
  • connection terminals 10A to 10F protruding from the motor 8 in the direction of the partition wall 3 are provided in a distributed manner, and switching elements 18A to 18F, 18A1 to 18F1 are connected to each connection terminal 10A to 10F. Since the wires are distributed and provided on the partition wall 3 in a manner corresponding to You will be able to do this. This makes it possible to equalize the surge voltages in the wiring to each UVW phase and equalize the loss/heat generation of each switching element 18A to 18F and 18A1 to 18F1.
  • two switching elements 18A to 18F, 18A1 to 18F1 are provided on the partition wall 3 in the vicinity of the connection terminals 10A to 10F, so that the switching elements 18A , 18D to connection terminal 10A, switching element 18B, 18E to connection terminal 10B, switching element 18C, 18F to connection terminal 10C, switching element 18A1, 18D1 to connection terminal 10D, switching element 18B1, 18E1 to connection terminal 10E, switching element 18C1. , 18F1 to the connection terminal 10F becomes shorter, making it possible to further reduce surge voltage.
  • connection terminals 10A to 10F are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the motor 8, the wiring lengths for each UVW phase of the motor 8 (wiring 33U to 33W, 33U1 to 33W1 length) can be made uniform smoothly.
  • the degree of freedom in the arrangement of switching elements 18A to 18F and 18A1 to 18F1 increases, the number of connection terminals is reduced to six (10A to 10F), and even when the number of switching elements increases to 12 (18A to 18F, 18A1 to 18F1). , it becomes possible to arrange them without enlarging the dimensions of the housing 2 while satisfying dielectric strength and cooling efficiency. As a result, it becomes possible to employ an inverter 16 such as the inverter circuit 28 in FIG. 11, and it becomes possible to smoothly respond to a wide voltage range.
  • the switching element made of IGBT was explained in the embodiment, it may be a MOSFET. Further, the specific configurations shown in each embodiment are not limited to these, and can be changed without departing from the spirit of the present invention.

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Abstract

【課題】スイッチング素子の損失／発熱を均一化でき、更には、寸法を拡大すること無く、ワイドレンジ化に対応することを可能とした電動圧縮機を提供する。 【解決手段】電動圧縮機１は、複数のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆを有してモータ８に給電するインバータ１６を備える。モータが内蔵されたモータ室４とインバータが取り付けられるインバータ収容部６が構成されたハウジング２と、モータ室とインバータ収容部との隔壁３と、一端がモータに電気的に接続され、モータから隔壁方向に突出して設けられた複数の接続端子１０Ａ、１０Ｂを備え、各接続端子は分散して設けられ、隔壁を貫通して他端がインバータに電気的に接続される。スイッチング素子は、各接続端子に対応するかたちで、分散して隔壁に設けられる。

Description

電動圧縮機
　本発明は、複数のスイッチング素子を有してモータに給電するインバータを備えた電動圧縮機に関するものである。
　例えば電動車両の空気調和装置に用いられる冷媒圧縮機としては、ハウジングに形成されたインバータ収容部にインバータを取り付けたインバータ一体型の電動圧縮機が用いられている。この場合、ハウジングのモータ室には三相のモータが収容され、モータ室とインバータ収容部との隔壁には、ガラス製のハーメチックプレート（クラスタ）が設けられる。
　また、隔壁にはインバータを構成する６個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）を設けてインバータの回路基板に接続する。これにより、スイッチング素子は隔壁を介してモータ室を流れる低温冷媒により冷却される。即ち、ハウジング自体がスイッチング素子のヒートシンクとなる。そして、ハーメチックプレートに並んで取り付けられた三本のハーメチックピンを、インバータの回路基板に電気的に接続する構造とされていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５－１８３６６８号公報 特許第４８０４３８１号公報 特許第６５７４０４４号公報
　しかしながら、従来のようにハーメチックプレートにハーメチックピンが設けられた構造では、ハーメチックピンと各スイッチング素子との距離が異なるため、モータの各相への配線長が相によって異なってくる。そのため、サージ電圧が各相によって変化するため、スイッチング素子の損失／発熱が均一でなくなり、制御が困難となると共に、損失／発熱の多いスイッチング素子から先に劣化してしまう等の問題が生じる。
　また、近年この種の電動圧縮機においても電圧のワイドレンジ化が進められている。例えば、モータの中性点を束ねずに、ハーフブリッジで対抗させることにより、電圧をワイドレンジ化したインバータも開発されている（例えば、特許文献２参照）。その場合は、１２個のスイッチング素子をハウジングの隔壁に配置しなければならないが、従来の如くハーメチックプレートにハーメチックピンを取り付けた構造では、スイッチング素子の配置に自由度が無く、また、ハーメチックピンの数も増えるため、絶縁耐圧と冷却効率を考慮すると、ハウジングの寸法を拡大しなければ全てを隔壁に配置することが困難となり、改善が望まれていた。
　一方、モータから３本の通電ピン（接続端子）を突出させ、ハウジングの隔壁を貫通させてインバータに接続する電動圧縮機も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、スイッチング素子の損失／発熱を均一化でき、更には、寸法を拡大すること無く、ワイドレンジ化に対応することを可能とした電動圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明の電動圧縮機は、複数のスイッチング素子を有してモータに給電するインバータを備えたものであって、モータが内蔵されたモータ室、及び、インバータが取り付けられるインバータ収容部が構成されたハウジングと、モータ室とインバータ収容部との隔壁と、一端がモータに電気的に接続され、当該モータから隔壁方向に突出して設けられた複数の接続端子を備え、各接続端子は分散して設けられ、隔壁を貫通して他端がインバータに電気的に接続されると共に、スイッチング素子は、各接続端子に対応するかたちで、分散して隔壁に設けられていることを特徴とする。
　請求項２の発明の電動圧縮機は、上記発明においてスイッチング素子は、各接続端子の近傍に位置して隔壁に設けられていることを特徴とする。
　請求項３の発明の電動圧縮機は、請求項１の発明において各接続端子は、モータの円周方向に等間隔で分散して設けられていることを特徴とする。
　請求項４の発明の電動圧縮機は、上記各発明において接続端子は３本設けられると共に、インバータは６個のスイッチング素子を備え、各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置したことを特徴とする。
　請求項５の発明の電動圧縮機は、請求項１乃至請求項３の発明において接続端子は４本設けられると共に、インバータは８個のスイッチング素子を備え、各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置したことを特徴とする。
　請求項６の発明の電動圧縮機は、請求項１又は請求項２の発明において接続端子は６本設けられると共に、インバータは７個のスイッチング素子と１個のダイオードを備え、各接続端子に対応するかたちで、スイッチング素子とダイオードを分散して配置したことを特徴とする。
　請求項７の発明の電動圧縮機は、請求項１乃至請求項３の発明において接続端子は６本設けられると共に、インバータは１２個のスイッチング素子を備え、各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置したことを特徴とする。
　本発明によれば、複数のスイッチング素子を有してモータに給電するインバータを備えた電動圧縮機において、モータが内蔵されたモータ室、及び、インバータが取り付けられるインバータ収容部が構成されたハウジングと、モータ室とインバータ収容部との隔壁と、一端がモータに電気的に接続され、当該モータから隔壁方向に突出して設けられた複数の接続端子を備えており、各接続端子を分散して設け、隔壁を貫通した他端をインバータに電気的に接続すると共に、スイッチング素子を各接続端子に対応するかたちで、分散して隔壁に設けるようにしたので、モータの各相への配線長を等しい値、或いは、それに近い値とすることができるようになり、各相におけるサージ電圧を等しくして、各スイッチング素子の損失／発熱を均一化することが可能となる。
　また、スイッチング素子の配置に自由度が増すため、接続端子やスイッチング素子の数が増加した場合にも、ハウジングの寸法を拡大すること無く、絶縁耐圧と冷却効率を満足した状態でそれらを配置することが可能となる。それにより、電圧のワイドレンジ化にも円滑に対応することができるようになる。
　この場合、請求項２の発明の如くスイッチング素子を、各接続端子の近傍に位置して隔壁に設けるようにすれば、スイッチング素子から接続端子への配線長を短くしてサージ電圧を低減することができるようになる。
　また、請求項３の発明の如く各接続端子を、モータの円周方向に等間隔で分散して設けるようにすれば、モータの各相への配線長の均一化を円滑に図ることができるようになる。
　具体的には、接続端子が３本設けられ、インバータが６個のスイッチング素子を有する場合には、請求項４の発明の如く各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置する。
　また、接続端子が４本設けられ、インバータが８個のスイッチング素子を有する場合にも、請求項５の発明の如く各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置する。
　更に、接続端子が６本設けられ、インバータが７個のスイッチング素子と１個のダイオードを有する場合には、請求項６の発明の如く各接続端子に対応するかたちで、スイッチング素子とダイオードを分散して配置する。
　更にまた、接続端子が６本設けられ、インバータが１２個のスイッチング素子を有する場合にも、請求項７の発明の如く各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつスイッチング素子を配置するとよい。
本発明を適用した一実施例の電動圧縮機の概略縦断面図である。 図１の電動圧縮機の一実施例の電気回路図である（実施例１）。 図２の実施例の電動圧縮機をインバータ収容部側から見たカバーと基板を除く平面図である。 図２の実施例のインバータの動作を説明する図である。 図１の電動圧縮機の他の実施例の電気回路図である（実施例２）。 図５の実施例の電動圧縮機をインバータ収容部側から見たカバーと基板を除く平面図である。 図５の実施例のインバータの動作を説明する図である。 図１の電動圧縮機の更に他の実施例の電気回路図である（実施例３）。 図８の実施例の電動圧縮機をインバータ収容部側から見たカバーと基板を除く平面図である。 図８の実施例のインバータの動作を説明する図である。 図１の電動圧縮機の更に他の実施例の電気回路図である（実施例４）。 図１１の実施例の電動圧縮機をインバータ収容部側から見たカバーと基板を除く平面図である。 図１１の実施例のインバータの動作を説明する図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
　先ず、図１～図４を用いて本発明を適用した一実施例の電動圧縮機（インバータ一体型電動圧縮機）１について説明する。尚、実施例の電動圧縮機１は、電動車両に搭載される車両用空気調和装置の冷媒回路の一部を構成するものである。
　（１）電動圧縮機１の構造
　図１において、電動圧縮機１の金属製（実施例ではアルミニウム製）のハウジング２（ヒートシンク）内は、当該ハウジング２の軸方向に交差する隔壁３（ハウジング２の一部）によりモータ室４とインバータ収容部６とに区画されており、モータ室４内に例えばスクロール型の圧縮機構７と、この圧縮機構７を駆動するモータ８（電動モータ）が収容されている。実施例の場合、モータ８はハウジング２に固定されたステータ９と、このステータ９の内側で回転するロータ１１から成るＩＰＭＳＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒ）である。
　隔壁３のモータ室４側の中心部には軸受部１２が形成されており、ロータ１１の駆動軸１３の一端はこの軸受部１２に支持され、駆動軸１３の他端は圧縮機構７に連結されている。ハウジング２のモータ室４に対応する位置の隔壁３近傍には吸入口１４が形成されており、モータ８のロータ１１（駆動軸１３）が回転して圧縮機構７が駆動されると、この吸入口１４からハウジング２のモータ室４内に作動流体である低温の冷媒が流入し、圧縮機構７に吸引されて圧縮される。
　そして、この圧縮機構７で圧縮され、高温・高圧となった冷媒は、図示しない吐出口よりハウジング２外の前記冷媒回路に吐出される構成とされている。また、吸入口１４から流入した低温の冷媒は、隔壁３近傍を通ってモータ８の周囲を通過し、圧縮機構７に吸引されることから、隔壁３も冷却されることになる。
　また、実施例ではステータ９の隔壁３側のコイルエンドにバスバー５が取り付けられている。このバスバー５は円環状を呈しており、モータ８のステータ９に巻装されたＵＶＷ各相のコイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗ（図２）にそれぞれ電気的に接続されている。また、バスバー５にはこの実施例では３本の接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが取り付けられ、隔壁３方向に突出して設けられている。各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの一端は、バスバー５を介してモータ８の各相のコイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに電気的に接続されている。
　実施例の場合、各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃはモータ８の円周方向に等間隔（ハウジング２の軸を中心とする角度１２０°の間隔）で分散して設けられている。また、各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対応する位置の隔壁３には挿通孔１５がそれぞれ形成されている（３箇所）。そして、各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは各挿通孔１５を通過し、即ち、隔壁３を貫通し、それらの他端はインバータ収容部６内に進入している。この状態を図３に示す。尚、各挿通孔１５と各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ間は、図示しないＯリング等で絶縁密封される。
　（２）インバータ１６の構造
　そして、この隔壁３でモータ室４と区画されたインバータ収容部６内には、モータ８を駆動制御するインバータ１６が収容される。この実施例の場合、インバータ１６は、基板１７と、この基板１７の一面側（隔壁３側）に位置して当該基板１７に配線された６個の上下アームスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆと、基板１７の他面側に配線された制御部２１と、図示しないＨＶコネクタ、ＬＶコネクタ等から構成されている。各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆは、実施例ではＭＯＳ構造をゲート部に組み込んだ絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）から構成されている。
　隔壁３からインバータ収容部６内に進入した各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの他端は、図示しないプレスフィット端子等を介してインバータ１６の基板１７に電気的に接続される。そして、実施例の場合、図３に示す如く後述する三相のインバータ回路（三相インバータ回路）２８のＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕを構成する上アームスイッチング素子１８Ａと下アームスイッチング素子１８Ｄが、接続端子１０Ａの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　また、インバータ回路２８のＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖを構成する上アームスイッチング素子１８Ｂと下アームスイッチング素子１８Ｅは、接続端子１０Ｂの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。更に、インバータ回路２８のＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗを構成する上アームスイッチング素子１８Ｃと下アームスイッチング素子１８Ｆは、接続端子１０Ｃの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　このように、実施例では各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆが、各接続端子１０Ａ～１０Ｃのそれぞれに対応して２個ずつ分散して配置され、隔壁３に設けられる。また、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆの端子部２２は、各接続端子１０Ａ～１０Ｃ側となった状態で基板１７側に起立し、インバータ１６の当該基板１７に電気的に接続されている。このようにしてインバータ回路２８を有するインバータ１６は、接続端子１０Ａ～１０Ｃやバスバー５を介してモータ８に給電する構成とされる。
　また、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆは隔壁３に絶縁及び／又は放熱用の図示しないシートを介して密着し、ハウジング２の隔壁３と熱交換関係となる。このとき、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆは軸受１２及び駆動軸１３に対応する箇所を避けた位置に配置される。そして、前述した如く隔壁３はモータ室４内に吸入される冷媒によって冷やされているので、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆは隔壁３を介して吸入冷媒と熱交換関係となり、隔壁３を介してモータ室４内に吸入された冷媒によって冷却され、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ自体は隔壁３を介して冷媒に放熱するかたちとなる。即ち、電動圧縮機１の隔壁３（ハウジング２の一部）が各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆのヒートシンクとなる。
　（３）インバータ１６の回路構成
　次に、図２においてインバータ１６は、前述した三相のインバータ回路（三相インバータ回路）２８と、制御部２１を備えている。インバータ回路２８は、直流電源（電動車両のバッテリ）２９の直流電圧（例えば、ＤＣ３００Ｖ）を三相交流電圧に変換してモータ８のステータ９のコイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに印加する回路である。尚、この実施例のモータ８のステータ９のコイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗは中性点で束ねられている。
　インバータ回路２８は、前述したＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕ、Ｖ相のハーフブリッジ回路１９Ｖ、Ｗ相のハーフブリッジ回路１９Ｗを有しており、各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ～１９Ｗは、それぞれ前述した上アームスイッチング素子１８Ａ～１８Ｃと、下アームスイッチング素子１８Ｄ～１８Ｆを個別に有している。更に、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆは、それぞれ逆並列に接続されたフライホイールダイオードを内蔵する。
　そして、インバータ回路２８の上アームスイッチング素子１８Ａ～１８Ｃのコレクタ電極は、直流電源２９の正側電源ライン３１（ＨＶ＋）に接続されている。一方、インバータ回路２８の下アームスイッチング素子１８Ｄ～１８Ｆのエミッタ電極は、直流電源２９の負側電源ライン３２（ＨＶ－）に接続されている。
　そして、Ｕ相のハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８Ａのエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｄのコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＵ相のコイル９Ｕの一端に接続されている。また、Ｖ相のハーフブリッジ回路１９Ｖの上アームスイッチング素子１８Ｂのエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｅのコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＶ相のコイル９Ｖの一端に接続されている。更に、Ｗ相のハーフブリッジ回路１９Ｗの上アームスイッチング素子１８Ｃのエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｆのコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＷ相のコイル９Ｗの一端に接続されている。尚、各コイル９Ｕ～９Ｗの他端は束ねられ、前述したように中性点とされている。
　前述した接続端子１０ＡはＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８Ａと下アームスイッチング素子１８Ｄの接続点とモータ８のＵ相のコイル９Ｕの間の配線３３Ｕの一部を構成する。また、接続端子１０ＢはＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖの上アームスイッチング素子１８Ｂと下アームスイッチング素子１８Ｅの接続点とモータ８のＶ相のコイル９Ｖの間の配線３３Ｖの一部を構成する。更に、接続端子１０ＣはＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗの上アームスイッチング素子１８Ｃと下アームスイッチング素子１８Ｆの接続点とモータ８のＷ相のコイル９Ｗの間の配線３３Ｗの一部を構成するかたちとなる。
　次に、図４にこの実施例におけるインバータ１６の制御部２１の制御動作例を示す。この図において、ｃｕ、ｃｖ、ｃｗは正規化したパルス幅指令値、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗはそれぞれモータ８のＵＶＷ各相に印加される電圧である。また、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはモータ８に流れる電流の一例である。
　制御部２１はインバータ回路２８の各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ、１９Ｖ、１９Ｗのスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆをスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、三相の交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗをモータ８の各コイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに印加する。図４では、上アームスイッチング素子１８Ａ～１８ＣがＯＮのときは「１」が、下アームスイッチング素子１８Ｄ～１８ＦがＯＮのときは「－１」が印加されるように正規化している。また、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗはインバータ回路１６の出力電圧から、モータ８の中性点電位ｖｍｉｄを減算した値で示している。
　図４のようにインバータ１６によりモータ８には三相の交流電圧が印加されることでモータ８は回転駆動される。このとき、本発明では前述した如くモータ８から隔壁３方向に突出して設けられた３本の接続端子１０Ａ～１０Ｃを分散して設け、隔壁３を貫通した他端をインバータ１６に電気的に接続すると共に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆを各接続端子１０Ａ～１０Ｃに対応するかたちで、分散して隔壁３に設けているので、モータ８の各相への配線３３Ｕ～３３Ｗの長さ（配線長）を等しい値、或いは、それに近い値とすることができるようになる。それにより、ＵＶＷ各相におけるサージ電圧を等しくして、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆの損失／発熱を均一化することが可能となる。
　また、実施例ではスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆを２個ずつ、各接続端子１０Ａ～１０Ｃのそれぞれに対応させ、それらの近傍に位置して隔壁３に設けているので、スイッチング素子１８Ａ、１８Ｄから接続端子１０Ａ、スイッチング素子１８Ｂ、１８Ｅから接続端子１０Ｂ、スイッチング素子１８Ｃ、１８Ｆから接続端子１０Ｃへの配線長が短くなり、サージ電圧を一層低減することができるようになる。
　また、実施例では各接続端子１０Ａ～１０Ｃを、モータ８の円周方向に等間隔で分散して設けているので、モータ８のＵＶＷ各相への配線長（配線３３Ｕ～３３Ｗの長さ）の均一化を円滑に図ることができるようになる。
　次に、図５～図７を参照して本発明の他の実施例について説明する。尚、対象とする電動圧縮機１の構造は図１と同様であり、図１～図４と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例のインバータ１６は４線インバータであり、インバータ回路２８は前述した実施例（実施例１）の６個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆに加えて、４個目のハーフブリッジ回路１９Ｍを構成する２個のスイッチング素子１８Ｇ、１８Ｈを備えている（図５）。
　即ち、この実施例のインバータ１６のインバータ回路２８は、計８個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｈから構成されている。この場合、４個目のハーフブリッジ回路１９Ｍの上アームスイッチング素子１８Ｇのコレクタ電極は正側電源ライン３１に接続され、下アームスイッチング素子１８Ｈのエミッタ電極は、負側電源ライン３２に接続されている。
　そして、ハーフブリッジ回路１９Ｍの上アームスイッチング素子１８Ｇのエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｈのコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）は励磁コイル３４を介してモータ８の中性点に接続されている。
　このように、この実施例のインバータ１６は８個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｈを有しているので、接続端子についても前述した３本の接続端子１０Ａ～１０Ｃに加えて、もう一つ接続端子１０Ｄが設けられる。尚、この接続端子１０Ｄもバスバー５に取り付けられ、その一端はバスバー５を介して、モータ８の中性点に電気的に接続される。また、接続端子１０Ｄもバスバー５から突出し、隔壁３の同様の挿通孔１５を通過（隔壁３を貫通）して、前述同様にプレスフィット端子等を介し、インバータ１６の基板１７に電気的に接続される。
　この実施例では、接続端子１０Ｄは４個目のハーフブリッジ回路１９Ｍの上アームスイッチング素子１８Ｇと下アームスイッチング素子１８Ｈの接続点とモータ８の中性点の間の配線３３Ｍの一部を構成するかたちとなる。
　そして、この実施例の場合、各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｃはモータ８の円周方向に等間隔（ハウジング２の軸を中心とする角度９０°の間隔）で分散して設けられる（図６）。そして、この実施例においても図６に示す如くＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８Ａと下アームスイッチング素子１８Ｄが、接続端子１０Ａの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　また、インバータ回路２８のＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖの上アームスイッチング素子１８Ｂと下アームスイッチング素子１８Ｅが、接続端子１０Ｂの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。更に、インバータ回路２８のＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗの上アームスイッチング素子１８Ｃと下アームスイッチング素子１８Ｆが、接続端子１０Ｃの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　更にまた、インバータ回路２８の４個目のハーフブリッジ回路１９Ｍの上アームスイッチング素子１８Ｇと下アームスイッチング素子１８Ｈは、接続端子１０Ｄの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。このように、この実施例においても、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｈが、各接続端子１０Ａ～１０Ｄのそれぞれに対応して２個ずつ分散して配置され、隔壁３に設けられる。また、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｈの端子部２２は、各接続端子１０Ａ～１０Ｄ側となった状態で基板１７側に起立し、インバータ１６の当該基板１７に電気的に接続される。
　このようにして、この実施例においてもインバータ回路２８を有するインバータ１６は、接続端子１０Ａ～１０Ｄやバスバー５を介してモータ８に給電する構成とされる。また、各スイッチング素子１８Ｇ、１８Ｈも隔壁３に絶縁及び／又は放熱用のシートを介して密着し、ハウジング２の隔壁３と熱交換関係とされ、隔壁３を介してモータ室４内に吸入された冷媒によって冷却され、各スイッチング素子１８Ｇ、１８Ｈ自体は隔壁３を介して冷媒に放熱するかたちとなる。その他は、前述した実施例と同様である。
　次に、図７にこの実施例におけるインバータ１６の制御部２１の制御動作例を示す。この図において、ｃｕ、ｃｖ、ｃｗは正規化したパルス幅指令値、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗはそれぞれモータ８のＵＶＷ各相に印加される電圧である。また、ｖｍｉｄはモータ８の中性点電圧である。更に、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはモータ８に流れる電流の一例である。
　この場合も制御部２１は、インバータ回路２８の各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ、１９Ｖ、１９Ｗのスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆをスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、三相の交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗをモータ８の各コイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに印加する。４つ目のハーフブリッジ回路１９Ｍは下アームスイッチング素子１８Ｈを常時ＯＮする。更に、パルス幅指令値ｃｕ、ｃｖ、ｃｗは、全て上アームスイッチング素子１８Ａ～１８ＣのＯＮ時間が長くなるように、ＰＷＭの指令値を変更する。
　この実施例の場合、励磁コイル３４にＤＣ電流Ｉｍｉｄを流すことができるようになる。この励磁コイル３４に電流を流すことで、強め磁束効果、或いは、弱め磁束効果を与えることができるようになり、高速領域や低速領域を効率よく駆動することができるようになる。尚、電流の向きは図５の電気回路図に記載した通りであり、加算すると０になるように向きを与えるものとする。
　そして、この実施例においてもモータ８から隔壁３方向に突出して設けられた４本の接続端子１０Ａ～１０Ｄを分散して設けると共に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｈを各接続端子１０Ａ～１０Ｄに対応するかたちで、分散して隔壁３に設けているので、モータ８の各相や中性点への配線３３Ｕ～３３Ｗ、３３Ｍの長さ（配線長）を等しい値、或いは、それに近い値とすることができるようになる。それにより、ＵＶＷ各相、及び、中性点への配線におけるサージ電圧を等しくして、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｈの損失／発熱を均一化することが可能となる。
　また、この実施例でもスイッチング素子１８Ａ～１８Ｈを２個ずつ、各接続端子１０Ａ～１０Ｄのそれぞれに対応させ、それらの近傍に位置して隔壁３に設けているので、スイッチング素子１８Ａ、１８Ｄから接続端子１０Ａ、スイッチング素子１８Ｂ、１８Ｅから接続端子１０Ｂ、スイッチング素子１８Ｃ、１８Ｆから接続端子１０Ｃ、スイッチング素子１８Ｇ、１８Ｈから接続端子１０Ｄへの配線長が短くなり、サージ電圧を一層低減することができるようになる。
　また、この実施例でも各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｃを、モータ８の円周方向に等間隔で分散して設けているので、モータ８のＵＶＷ各相及び中性点への配線長（配線３３Ｕ～３３Ｗ、３３Ｍの長さ）の均一化を円滑に図ることができるようになる。
　更に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｈの配置に自由度が増すため、接続端子が１０Ａ～１０Ｄの４本となり、スイッチング素子が１８Ａ～１８Ｈの８個に増加した場合にも、ハウジング２の寸法を拡大すること無く、絶縁耐圧と冷却効率を満足した状態でそれらを配置することが可能となる。
　次に、図８～図１０を参照して本発明のもう一つの他の実施例について説明する。尚、対象とする電動圧縮機１の構造は図１と同様であり、図１～図７と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例のインバータ１６も４線インバータであるが、インバータ回路２８は前述した実施例（実施例２）とは異なり、モータ８の中性点からダイオード３６を介し、励磁コイル３４を通って下アームスイッチング素子１８Ｈのみ備えた構成とされている。
　即ち、この例では６個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆに加えて、もう一つのスイッチング素子１８Ｈと、ダイオード３６を備えている（図８）。即ち、この実施例のインバータ１６のインバータ回路２８は、計７個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈから構成され、更にダイオード３６を備えた構成とされている。この場合、７個目のスイッチング素子１８Ｈのコレクタ電極は励磁コイル３４に接続され、エミッタ電極は負側電源ライン３２に接続されている。そして、励磁コイル３４はダイオード３６を介してモータ８の中性点に接続される。尚、ダイオード３６は励磁コイル３４の方向が順方向とされている。
　このように、この実施例のインバータ１６は７個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈとダイオード３６を有しているので、接続端子についても前述した３本の接続端子１０Ａ～１０Ｃに加えて、三つの接続端子１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆが設けられる。尚、各接続端子１０Ｄ～１０Ｆもバスバー５に取り付けられ、それらの一端はバスバー５を介して、モータ８に電気的に接続される。また、接続端子１０Ｄ～１０Ｆもバスバー５から突出し、隔壁３の同様の挿通孔１５を通過（隔壁３を貫通）して、前述同様にプレスフィット端子等を介し、インバータ１６の基板１７に電気的に接続される。
　この実施例では、接続端子１０Ｄは下アームスイッチング素子１８Ｈのコレクタ電極と励磁コイル３４の間の配線３３Ｍの一部を構成し、接続端子１０Ｅは励磁コイル３４とダイオード３６の間の配線３３Ｄ１の一部を構成し、接続端子１０Ｆはダイオード３６とモータ８の中性点の間の配線３３Ｄ２の一部を構成するかたちとなる。
　そして、この実施例の場合、各接続端子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｆ、１０Ｅ、１０Ｄ、１０Ｃはモータ８の円周方向に分散して設けられる（図９）。そして、この実施例においても図９に示す如くＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８Ａと下アームスイッチング素子１８Ｄが、接続端子１０Ａの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　また、インバータ回路２８のＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖの上アームスイッチング素子１８Ｂと下アームスイッチング素子１８Ｅが、接続端子１０Ｂの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。更に、インバータ回路２８のＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗの上アームスイッチング素子１８Ｃと下アームスイッチング素子１８Ｆが、接続端子１０Ｃの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　更にまた、インバータ回路２８の７個目の下アームスイッチング素子１８Ｈが、接続端子１０Ｄの近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。また、ダイオード３６は接続端子１０Ｅと１０Ｆの間でそれらの近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　このように、この実施例においても、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆが、各接続端子１０Ａ～１０Ｃのそれぞれに対応して２個ずつ分散して配置され、隔壁３に設けられる。また、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈの端子部２２とダイオード３６の端子３７は、各接続端子１０Ａ～１０Ｆ側となった状態で基板１７側に起立し、インバータ１６の当該基板１７に電気的に接続される。
　このようにして、この実施例においてもインバータ回路２８を有するインバータ１６は、接続端子１０Ａ～１０Ｆやバスバー５を介してモータ８に給電する構成とされる。また、スイッチング素子１８Ｈやダイオード３６も隔壁３に絶縁及び／又は放熱用のシートを介して密着し、ハウジング２の隔壁３と熱交換関係とされ、隔壁３を介してモータ室４内に吸入された冷媒によって冷却され、スイッチング素子１８Ｈやダイオード３６自体は隔壁３を介して冷媒に放熱するかたちとなる。その他は、前述した実施例と同様である。
　次に、図１０にこの実施例におけるインバータ１６の制御部２１の制御動作例を示す。この図において、ｃｕ、ｃｖ、ｃｗは正規化したパルス幅指令値、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗはそれぞれモータ８のＵＶＷ各相に印加される電圧である。また、ｖｍｉｄはモータ８の中性点電圧である。更に、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはモータ８に流れる電流の一例である。
　この場合も制御部２１は、インバータ回路２８の各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ、１９Ｖ、１９Ｗのスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆをスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、三相の交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗをモータ８の各コイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに印加する。一方、励磁コイル３４を通った下アームスイッチング素子１８Ｈは常時ＯＮさせる。また、モータ８の電流の定義を流れ込む方向とすると、ＤＣ電流Ｉｍｉｄとしては負の電流が流れる。その他は前記実施例２の場合と同様である。
　この実施例においてもモータ８から隔壁３方向に突出して設けられた６本の接続端子１０Ａ～１０Ｆを分散して設けると共に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈとダイオード３６を各接続端子１０Ａ～１０Ｆに対応するかたちで、分散して隔壁３に設けているので、モータ８の各相や中性点への配線３３Ｕ～３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｄ１、３３Ｄ２の長さ（配線長）を等しい値、或いは、それに近い値とすることができるようになる。それにより、ＵＶＷ各相、及び、中性点への配線におけるサージ電圧を等しくして、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈ、ダイオード３６の損失／発熱を均一化することが可能となる。
　また、この実施例でもスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆを２個ずつ、各接続端子１０Ａ～１０Ｃのそれぞれに対応させ、それらの近傍に位置して隔壁３に設けると共に、スイッチング素子１８Ｈを接続端子１０Ｄに対応させ、その近傍に位置して隔壁３に設け、ダイオード３６を接続端子１０Ｅ、１０Ｆに対応させ、それらの近傍に位置して隔壁３に設けているので、スイッチング素子１８Ａ、１８Ｄから接続端子１０Ａ、スイッチング素子１８Ｂ、１８Ｅから接続端子１０Ｂ、スイッチング素子１８Ｃ、１８Ｆから接続端子１０Ｃ、スイッチング素子１８Ｈから接続端子１０Ｄ、ダイオード３６から接続端子１０Ｅ、１０Ｆへの配線長が短くなり、サージ電圧を一層低減することができるようになる。
　また、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈ、ダイオード３６の配置に自由度が増すため、接続端子が１０Ａ～１０Ｆの６本となり、スイッチング素子が１８Ａ～１８Ｆ、１８Ｈの７個に増加し、ダイオード３６が追加された場合にも、ハウジング２の寸法を拡大すること無く、絶縁耐圧と冷却効率を満足した状態でそれらを配置することが可能となる。
　次に、図１１～図１３を参照して本発明の更にもう一つの他の実施例について説明する。尚、対象とする電動圧縮機１の構造は図１と同様であり、図１～図１０と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例のインバータ１６は６線インバータであり、インバータ回路２８はハーフブリッジ回路１９Ｕ～１９Ｗに加えて、ＵＶＷの各相に対応する更に３個のハーフブリッジ回路１９Ｕ１、１９Ｖ１、１９Ｗ１を備えている（図１１）。そして、モータ８の各相の中性点を束ねずに、各ハーフブリッジ回路１９Ｕ～１９Ｗと、各ハーフブリッジ回路１９Ｕ１～１９Ｗ１を、モータ８のコイル９Ｕ～９Ｗを挟んで対抗させる。
　この場合、各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ１～１９Ｗ１も、それぞれ上アームスイッチング素子１８Ａ１～１８Ｃ１と、下アームスイッチング素子１８Ｄ１～１８Ｆ１を個別に有している。また、各スイッチング素子１８Ａ１～１８Ｆ１も、それぞれ逆並列に接続されたフライホイールダイオードを内蔵する。また、上アームスイッチング素子１８Ａ１～１８Ｃ１のコレクタ電極は、直流電源２９の正側電源ライン３１に接続されている。一方、下アームスイッチング素子１８Ｄ１～１８Ｆ１のエミッタ電極は、直流電源２９の負側電源ライン３２に接続されている。
　そして、Ｕ相のハーフブリッジ回路１９Ｕ１の上アームスイッチング素子１８Ａ１のエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｄ１のコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＵ相のコイル９Ｕの他端に接続されている。また、Ｖ相のハーフブリッジ回路１９Ｖ１の上アームスイッチング素子１８Ｂ１のエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｅ１のコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＶ相のコイル９Ｖの他端に接続されている。更に、Ｗ相のハーフブリッジ回路１９Ｗ１の上アームスイッチング素子１８Ｃ１のエミッタ電極と下アームスイッチング素子１８Ｆ１のコレクタ電極が接続され、それらの接続点（アーム中点）はモータ８のＷ相のコイル９Ｗの他端に接続されている。
　このように、この実施例のインバータ１６は合計１２個のスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１を有しているので、接続端子についても前述した３本の接続端子１０Ａ～１０Ｃに加えて、更に３本の接続端子１０Ｄ～１０Ｆが設けられる（計６本）。尚、この接続端子１０Ｄ～１０Ｆもバスバー５に取り付けられ、それらの一端はバスバー５を介して、モータ８に電気的に接続される。また、接続端子１０Ｄ～１０Ｆもバスバー５から突出し、隔壁３の同様の挿通孔１５を通過（隔壁３を貫通）して、前述同様にプレスフィット端子等を介し、インバータ１６の基板１７に電気的に接続される。
　この実施例では、接続端子１０Ｄはハーフブリッジ回路１９Ｕ１の上アームスイッチング素子１８Ａ１と下アームスイッチング素子１８Ｄ１の接続点とモータ８のＵ相のコイル９Ｕの他端間の配線３３Ｕ１の一部を構成する。また、接続端子１０Ｅはハーフブリッジ回路１９Ｖ１の上アームスイッチング素子１８Ｂ１と下アームスイッチング素子１８Ｅ１の接続点とモータ８のＶ相のコイル９Ｖの他端間の配線３３Ｖ１の一部を構成する。更に、接続端子１０Ｆはハーフブリッジ回路１９Ｗ１の上アームスイッチング素子１８Ｃ１と下アームスイッチング素子１８Ｆ１の接続点とモータ８のＷ相のコイル９Ｗの他端間の配線３３Ｗ１の一部を構成するかたちとなる。
　そして、この実施例の場合、各接続端子１０Ａ～１０Ｆはモータ８の円周方向に等間隔（ハウジング２の軸を中心とする角度６０°の間隔）で分散して設けられる（図１２）。そして、この実施例においても図１２に示す如くＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８Ａと下アームスイッチング素子１８Ｄが、接続端子１０Ａの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　また、インバータ回路２８のＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖの上アームスイッチング素子１８Ｂと下アームスイッチング素子１８Ｅが、接続端子１０Ｂの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。更に、インバータ回路２８のＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗの上アームスイッチング素子１８Ｃと下アームスイッチング素子１８Ｆが、接続端子１０Ｃの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　更にまた、もう一つのＵ相のハーフブリッジ回路１９Ｕ１の上アームスイッチング素子１８Ａ１と下アームスイッチング素子１８Ｄ１が、接続端子１０Ｄの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。また、もう一つのＶ相のハーフブリッジ回路１９Ｖ１の上アームスイッチング素子１８Ｂ１と下アームスイッチング素子１８Ｅ１が、接続端子１０Ｅの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。更に、もう一つのＷ相のハーフブリッジ回路１９Ｗ１の上アームスイッチング素子１８Ｃ１と下アームスイッチング素子１８Ｆ１が、接続端子１０Ｆの左右近傍に位置して隔壁３のインバータ収容部６側の面に熱交換関係で配置される。
　このように、この実施例においても、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１が、各接続端子１０Ａ～１０Ｆのそれぞれに対応して２個ずつ分散して配置され、隔壁３に設けられる。また、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１の端子部２２は、各接続端子１０Ａ～１０Ｆ側となった状態で基板１７側に起立し、インバータ１６の当該基板１７に電気的に接続される。
　このようにして、この実施例においてもインバータ回路２８を有するインバータ１６は、接続端子１０Ａ～１０Ｆやバスバー５を介してモータ８に給電する構成とされる。また、各スイッチング素子１８Ａ１～１８Ｆ１も隔壁３に絶縁及び／又は放熱用のシートを介して密着し、ハウジング２の隔壁３と熱交換関係とされ、隔壁３を介してモータ室４内に吸入された冷媒によって冷却され、各スイッチング素子１８Ａ１～１８Ｆ１自体は隔壁３を介して冷媒に放熱するかたちとなる。その他は、前述した実施例と同様である。
　次に、図１３にこの実施例におけるインバータ１６の制御部２１の制御動作例を示す。この図において、ｃｕ、ｃｖ、ｃｗは正規化したパルス幅指令値、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗはそれぞれモータ８のＵＶＷ各相に印加される電圧である。また、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはモータ８に流れる電流の一例である。
　この場合も制御部２１は、インバータ回路２８の各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ、１９Ｖ、１９Ｗのスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆをスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）することにより、三相の交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗをモータ８の各コイル９Ｕ、９Ｖ、９Ｗに印加する。一方、各相のハーフブリッジ回路１９Ｕ１、１９Ｖ１、１９Ｗ１の上アームスイッチング素子１８Ａ１～１８Ｃ１の動作は、反転させて動作させる。即ち、ハーフブリッジ回路１９Ｕの上アームスイッチング素子１８ＡがＯＮのときは、対抗するハーフブリッジ回路１９Ｕ１の下アームスイッチング素子１８Ｄ１をＯＮさせる。
　そうすることで、モータ８のＵＶＷ各相のコイル９Ｕ～９Ｗに印加する電圧を、プラスマイナス２の範囲で印加することができるようになり、単純動作でも振幅で判断すると、２倍程度の電圧を印加することができるようになる。尚、最大で印加できる電圧は、１．５倍～２倍程度となる（具体的な数値は変調方式により変化する）。
　そして、この実施例においてもモータ８から隔壁３方向に突出して設けられた６本の接続端子１０Ａ～１０Ｆを分散して設けると共に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１を各接続端子１０Ａ～１０Ｆに対応するかたちで、分散して隔壁３に設けているので、モータ８の各相への配線３３Ｕ～３３Ｗ、３３Ｕ１～３３Ｗ１の長さ（配線長）を等しい値、或いは、それに近い値とすることができるようになる。それにより、ＵＶＷ各相への配線におけるサージ電圧を等しくして、各スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１の損失／発熱を均一化することが可能となる。
　また、この実施例でもスイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１を２個ずつ、各接続端子１０Ａ～１０Ｆのそれぞれに対応させ、それらの近傍に位置して隔壁３に設けているので、スイッチング素子１８Ａ、１８Ｄから接続端子１０Ａ、スイッチング素子１８Ｂ、１８Ｅから接続端子１０Ｂ、スイッチング素子１８Ｃ、１８Ｆから接続端子１０Ｃ、スイッチング素子１８Ａ１、１８Ｄ１から接続端子１０Ｄ、スイッチング素子１８Ｂ１、１８Ｅ１から接続端子１０Ｅ、スイッチング素子１８Ｃ１、１８Ｆ１から接続端子１０Ｆへの配線長が短くなり、サージ電圧を一層低減することができるようになる。
　また、この実施例でも各接続端子１０Ａ～１０Ｆを、モータ８の円周方向に等間隔で分散して設けているので、モータ８のＵＶＷ各相への配線長（配線３３Ｕ～３３Ｗ、３３Ｕ１～３３Ｗ１の長さ）の均一化を円滑に図ることができるようになる。
　更に、スイッチング素子１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１の配置に自由度が増すため、接続端子が１０Ａ～１０Ｆの６本となり、スイッチング素子が１８Ａ～１８Ｆ、１８Ａ１～１８Ｆ１の１２個に増加した場合にも、ハウジング２の寸法を拡大すること無く、絶縁耐圧と冷却効率を満足した状態でそれらを配置することが可能となる。それにより、図１１のインバータ回路２８のようなインバータ１６を採用することができるようになり、電圧のワイドレンジ化にも円滑に対応することができるようになる。
　尚、実施例ではＩＧＢＴから成るスイッチング素子で説明したが、ＭＯＳＦＥＴでもよい。また、各実施例で示した具体的構成は、それらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　１　電動圧縮機
　２　ハウジング
　３　隔壁
　４　モータ室
　５　バスバー
　６　インバータ収容部
　７　圧縮機構
　８　モータ
　９　ステータ
　１０Ａ～１０Ｆ　接続端子
　１６　インバータ
　１７　基板
　１８Ａ～１８Ｈ、　１８Ａ１～１８Ｆ１　スイッチング素子
　１９Ｕ、１９Ｕ１　Ｕ相インバータ
　１９Ｖ、１９Ｖ１　Ｖ相インバータ
　１９Ｗ、１９Ｗ１　Ｗ相インバータ
　２１　制御部
　２８　インバータ回路
　３６　ダイオード

Claims (7)

  1. 　複数のスイッチング素子を有してモータに給電するインバータを備えた電動圧縮機において、
    　前記モータが内蔵されたモータ室、及び、前記インバータが取り付けられるインバータ収容部が構成されたハウジングと、
    　前記モータ室と前記インバータ収容部との隔壁と、
    　一端が前記モータに電気的に接続され、当該モータから前記隔壁方向に突出して設けられた複数の接続端子を備え、
    　各接続端子は分散して設けられ、前記隔壁を貫通して他端が前記インバータに電気的に接続されると共に、
    　前記スイッチング素子は、前記各接続端子に対応するかたちで、分散して前記隔壁に設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
  2. 　前記スイッチング素子は、前記各接続端子の近傍に位置して前記隔壁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
  3. 　前記各接続端子は、前記モータの円周方向に等間隔で分散して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
  4. 　前記接続端子は３本設けられると共に、前記インバータは６個の前記スイッチング素子を備え、前記各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつ前記スイッチング素子を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の電動圧縮機。
  5. 　前記接続端子は４本設けられると共に、前記インバータは８個の前記スイッチング素子を備え、前記各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつ前記スイッチング素子を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の電動圧縮機。
  6. 　前記接続端子は６本設けられると共に、前記インバータは７個の前記スイッチング素子と１個のダイオードを備え、前記各接続端子に対応するかたちで、前記スイッチング素子と前記ダイオードを分散して配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
  7. 　前記接続端子は６本設けられると共に、前記インバータは１２個の前記スイッチング素子を備え、前記各接続端子のそれぞれに対応して２個ずつ前記スイッチング素子を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の電動圧縮機。
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JP2018537607A (ja) * 2016-11-07 2018-12-20 ハンオン システムズ 電気的連結手段を備えた電動圧縮機およびそのための固定子組立体
WO2022039018A1 (ja) * 2020-08-17 2022-02-24 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 インバータ装置

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