逆变器驱动电动机制造技术

本发明专利技术提供能够降低对电动机的供电线侧第一线圈施加的电压的逆变器驱动电动机。在包括逆变器和被逆变器驱动的电动机的逆变器驱动电动机中，由端子箱连接逆变器和电动机，并且在端子箱内包含：连结逆变器侧线缆和电动机侧引出线的端子板；设置于端子箱的底面的接地板；以及在端子板与接地板的中间串联连接的电容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器驱动电动机
本专利技术涉及与急剧的逆变电涌对应的逆变器驱动电动机。
技术介绍
近年，从节能化的观点出发使用逆变器装置来使电动机可变速运转盛行。当下，最普及的逆变器装置是Si(IGBT)逆变器，但对此，预想今后电压上升时间更小而使用了低损耗的SiC的逆变器会增加。作为使用了SiC的逆变器的具体的例子，有利用仅二极管使用了SiC的混合SiC(IGBT+SiCdiode)逆变器、二极管与切换元件双方使用了SiC的全SiC(MOS－FET+SiCdiode)逆变器的电动机驱动装置。但是另一方面，在使用逆变器装置来驱动电动机的情况下，存在以下的现象成为电动机内部的绝缘劣化的原因的情况。例如就电动机的定子绕线来看，各相绕线由多个串联线圈构成，但若电动机端的电压上升时间变小，则存在电压集中于电动机的供电线侧第一线圈的情况。关于这一点，非专利文献1中报告有比以往的商用频率电源驱动时高的电压在构成电动机的定子绕线的绕线间产生的情况。通过对地电压与线圈电压的时间t变化的关系对这种现象进行说明。图2(a)、图2(b)以横轴为时间轴表示电压上升时间较大的情况和较小情况下的定子绕线起绕点和止绕点的对地电压Vs、Ve、以及线圈电压Vc的变化。在该事例中供电线侧连接于定子绕线起绕点侧，通过来自供电线侧的电压施加，在对地电压Vs的上升之后止绕点的对地电压Ve升起。据此，在电压上升时间较大的图2(a)的情况下，起绕点和止绕点的对地电压Vs、Ve的上升较缓，线圈电压Vc也变小。但是像图2(b)那样在电压上升时间较小的情况下，起绕点和止绕点的对地电压Vs、Ve的上升变急剧，线圈电压Vc变大。图3表示电压上升时间tr(ns)和第一线圈电压分担率(左侧纵轴)的关系。在此以以下的(1)式对电压分担率进行定义。[数学公式1](电压分担率)＝(线圈电压瞬时最大值Vcmax)÷(起绕点对地电压Vs)×100[％](1)图3中由使用每一相电动机的定子绕线四个串联线圈的电动机的事例表示。因此，在电压上升后的稳定状态下，四个串联线圈的每一个线圈的电压分担均等地分担1÷4×100％＝25％。在图3中可知，在电压上升时间tr较大为10000ns的电压上升时间时，是与稳定状态同程度的25％。对此，若缩短电压上升时间tr，则电压分担率变大，例如在电压上升时间tr为20ns的情况下，电压分担率达到90％。也就是说在每一相电动机的定子绕线四个串联线圈的电动机中，在电压上升过渡时电动机的供电线侧第一线圈相对于对地电压负担90％。电压上升后，成为四个串联线圈均等分担，而该状态在SiC逆变器的每次点火都重复。因此，在将MOS－FET逆变器那样的急剧的电压上升的逆变器连接于电动机的情况下，需要针对相对电动机的供电线侧第一线圈的重复过电压的对策。此外图3中一并表示相对于电压上升时间tr的电容器温度。根据该图，存在电压上升时间tr越长，电容器温度变得越高的趋势。因此，在电压上升时间tr较长的(100μs以上)IGBT逆变器中发热(损耗)成为问题，但在电压上升时间tr较短的(100μs以下)SiC逆变器中能够抑制损耗。对于该课题，还存在像专利文献1那样，在电动机的端子箱插入平行平板的静电容、电容器，通过滤波效果使最大电压下降的方法。另外还存在像专利文献2那样将电容器插入端子板与接地间的方法。此外在电气设备的制造时需要确保空间距离、爬电距离，需要遵守非专利文献1的标准“控制设备的绝缘距离”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－51134号公报专利文献2：日本实开平6－41068号公报非专利文献非专利文献1：日本电机工业协会标准JEM1103
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1中，采用如下结构，在端子箱设置静电容，因此将端子板和接地板做成平行平板，在端子板与接地板之间夹入高介电材料。该对策时的平行平板的静电容C为C＝εr×ε0×S/d(εr：相对介电常数，ε0：真空介电常数，S：电极面积，d：电极间的距离)。其结果，若为了增大静电容而缩小距离d，则产生接地板的涡流损耗变大的问题。另外，由于电极面接近，容易产生爬电放电。即使在作为对策由绝缘材料将爬电封闭的情况下，也会因电动机的振动、热延展而剥离，产生爬电放电，出现在端子箱产生接地故障的问题。另一方面，在为了增大静电容而增大电极面积S的情况下存在端子箱大型化的课题。另外在专利文献2中，在施加200V以上的电压的情况下，电容器的正极与负极间的距离较小而存在产生爬电放电和空间放电的课题。根据以上内容，本专利技术的目的在于提供能够降低施加在电动机的供电线侧第一线圈的电压的逆变器驱动电动机。用于解决课题的方法根据以上的内容，本专利技术的逆变器驱动电动机，包括逆变器和被逆变器驱动的电动机，其特征在于，由端子箱连接逆变器和电动机，并且在该端子箱内包含：连结逆变器侧线缆和电动机侧引出线的端子板；设置于上述端子箱的底面的接地板；以及在上述端子板与上述接地板的中间串联连接的电容器。专利技术的效果根据本专利技术，设置于以往的没有滤波器的端子箱，不会使端子箱大型化，能够降低对于急剧的逆变器电涌电压向供电线侧第一线圈的电压集中。再有根据本专利技术的实施例能够得到以下的效果。即使增大端子板与接地板的距离，也能够在高频切断型滤波器得到足够的静电容以上，因此能够降低接地板上因涡流损耗而产生的发热。此外，由绝缘材料充填端子箱，因此能够防止由于因端子板与接地板的发热而产生的热延展、因电动机的驱动而产生的振动而使端子板与接地板之间的绝缘剥离、产生爬电破坏，能够提高端子箱的绝缘性。尤其是被逆变器装置驱动，适合从逆变器装置对绕线施加过大的浪涌电压的电动机。附图说明图1(a)是表示实施例1的端子箱的平面结构的图。图1(b)是表示实施例1的端子箱的A－A截面结构的图。图2(a)是表示电压上升时间较大的情况下的对地电压和线圈电压的图。图2(b)是表示电压上升时间较小的情况下的对地电压和线圈电压的图。图3是表示电压上升时间和第一线圈电压分担率的关系的图。图4是表示本专利技术所应用的一般的逆变器驱动的电动机系统的图。图5是表示一般的逆变器的PWM电压波形的图。图6是表示一般的电动机的外观的图。图7是表示一般的电动机的径向截面的图。图8(a)是表示电动机的定子绕线为Δ接线的例子的图。图8(b)是表示电动机的定子绕线为Y接线的例子的图。图9是表示电动机的一个槽的截面的图。图10是表示电容器的配置例的图。图11是表示实施例2的端子箱的A－A截面结构的图。图12是表示实施例3的端子箱的A－A截面结构的图。图13是表示实施例4的端子箱的A－A截面结构的图。图14是表示实施例5的端子箱的A－A截面结构的图。图15是表示端子箱的输入侧与输出侧的电压波形的图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施例进行说明。此外，在以下的说明中，最开始对一般的逆变器驱动的电动机系统、一般的PWM的控制波形、一般的电动机箱体机构进行说明后，对本专利技术的对应策的具体事例进行叙述。实施例首先，参照图4对本专利技术所应用的一般的逆变器驱动的电动机系统进行说明。逆变器驱动电动机系统具备电动机35、转换器电路30、逆变器电路32、以及连接电动机35与逆变器电路32的线缆9，是产生电动机35的旋转转矩的机构。此外本专利技术中简称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器驱动电动机，包括逆变器和被逆变器驱动的电动机，上述逆变器驱动电动机的特征在于，由端子箱连接逆变器和电动机，并且在该端子箱内包含：连结逆变器侧线缆和电动机侧引出线的端子板；设置于上述端子箱的底面的接地板；以及在上述端子板与上述接地板的中间串联连接的电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.26 JP 2013-0632771.一种逆变器驱动电动机，包括逆变器和被逆变器驱动的电动机，上述逆变器驱动电动机的特征在于，由端子箱连接逆变器和电动机，并且在该端子箱内包含：连结逆变器侧线缆和电动机侧引出线的端子板；设置于上述端子箱的底面的接地板；以及在上述端子板与上述接地板的中间串联连接的电容器，连结上述逆变器侧线缆和上述电动机侧引出线的上述端子板配置在上述端子箱内上部，上述接地板设置于上述端子箱底面，上述电容器配置于上述端子板与上述接地板之间的空间，并且在上述端子箱内充填有绝缘材料。2.根据权利要求1所述的逆变器驱动电动机，其特征在于，就上述电容器而言，将多个串联连接的电容器进行并联连接或串联连接。3.根据权利要求1所述的逆变器驱动电动机，其特征在于，上述电容器搭载在基板上而形成，且为了将上述基板配置在上述端子板与上述接地板之间的空间，通过由绝缘材料构成的支撑部件在端子板与接地板之间以及电容器搭载基板与接地板之间进行保持。4.根据权利要求1所述的逆变器驱动电动机，其特征在于，在相对于从上述逆变器线缆流向上述电动机的电流垂直的方向上，在上述端子板安装有多个电极面，在相对于从上述逆变器线...

【专利技术属性】
技术研发人员：神谷昭范，牧晃司，尾畑功治，开发庆一郎，关根昭裕，高桥秀一，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP