电磁设备驱动系统以及电动机驱动车辆技术方案

实施方式的电磁设备驱动系统具备电磁设备、主驱动装置以及辅助驱动装置。电磁设备具有n相的绕组，该n相的绕组是成对的，且被卷绕安装成通过被通电彼此相位相反的电流而在同一方向上励磁。主驱动装置使成对的绕组分别流过彼此相位相反的电流。辅助驱动装置与各主驱动装置并列设置，并抑制对绕组进行通电切换时在各主驱动装置所产生的短路电流。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】实施方式的电磁设备驱动系统具备电磁设备、主驱动装置以及辅助驱动装置。电磁设备具有n相的绕组，该n相的绕组是成对的，且被卷绕安装成通过被通电彼此相位相反的电流而在同一方向上励磁。主驱动装置使成对的绕组分别流过彼此相位相反的电流。辅助驱动装置与各主驱动装置并列设置，并抑制对绕组进行通电切换时在各主驱动装置所产生的短路电流。【专利说明】电磁设备驱动系统以及电动机驱动车辆
本专利技术的实施方式涉及电磁设备驱动系统以及使用该电磁设备驱动系统的电动机驱动车辆。
技术介绍
例如，用于驱动3相电动机的电力变换装置的构成是3相的半桥电路并联于正负的直流电源线间。半桥电路由串联于直流电源线间的一对半导体开关元件和分别反向并联于这些半导体开关元件的续流(日文原文:還流)二极管构成。在上述构成的电力变换装置中，对各半导体开关元件的驱动进行PWM (Pulse Width Modulation,脉宽调制)控制。由此，直流电源线所赋予的直流电力被变换为3相交流电力，正弦波状的电流流过电动机的绕组。在这样的构成中，通过提高PWM频率，谋求控制性的提高、通过PWM调制所产生的通电音(可听区域的音)的减少、周边部件的小型化等备受期待。在PWM控制中设置使一对半导体开关元件双方均成为断开(OFF)状态的期间(所谓死区时间(dead time))，并通过半桥电路来防止直流电源线间短路。若提高PWM频率，则与此相伴，在PWM的一个周期内，同时断开期间所占有的时间增加。因此，需要缩短半导体开关元件的开启时间(turn-on time,上升时间)来进行高速化，并确保足够的接通(ON)时间。起因于这样的情况，在使用了上述电力变换装置的电动机驱动系统中，例如绕组中性点的电压的急剧变化成为噪声源，并产生流向接地的共模电流增大的问题。在电动机中，作为寄生电容成分的浮动电容存在于绕组、定子、转子、箱体、旋转轴等所有位置。在电动机被用于电动汽车等的车载系统的情况下，上述浮动电容与金属制的底盘(chassis)电容耦合。因此，共模电流介由被耦合的电容成分流向整个底盘，共模噪声增大。作为抑制共模噪声的产生的典型手法，包括设置作为大型零部件的共模变压器或共模电流防止电路等的专用附加电路。但是，在上述手法中，电路构成变得复杂，而且会导致整个装置的大型化以及装置的高制造成本。此外，除了上述典型的手法以外，还提出了各种用于减少共模噪声的手法。但是，在死区时间结束时，使用任何手法，都很难应对起因于由在直流电源线间流动的短路电流所产生的冲击电压的高频变动的共模噪声。再者，上述短路电流是由于在死区时间内流过了续流电流的续流二极管反向恢复时，伴随着残余载流子的移动而流过反向电流(还原电流)所产生的(现有技术文献:日本特开2000 - 324892号公报)。
技术实现思路
因此，提供一种能够进一步抑制共模噪声的发生的电磁设备驱动系统以及使用该电磁设备驱动系统的电动机驱动车辆。实施方式的电磁设备驱动系统具备:电磁设备、主驱动装置以及辅助驱动装置。电磁设备具有η相的绕组，该η相的绕组是成对的，并被卷绕成流过彼此相位相反的电流而在同一方向上励磁。主驱动装置使成对的各绕组流过彼此相位相反的电流。辅助驱动装置与各主驱动装置并列设置，并抑制向绕组的通电切换时在各主驱动装置所产生的短路电流。【专利附图】【附图说明】图1表示第1实施方式，其为电动机驱动系统的示意构成图。图2为示意地表示电动机的构成的部分剖视图。图3为示意地表示定子绕组的接线(日文原文:結線)的图。图4为表示定子绕组的端子电压以及中性点电压的图。图5为表不将电动机驱动系统适用于电动汽车的情况的一个构成例。图6为将电动机驱动系统适用于混合动力汽车的情况的与图5相当的图。图7为表示电流从驱动装置侧流向电动机侧的情况下的驱动信号以及各部分的电流波形的时间图。图8为电流从驱动装置侧流向U相的第1绕组的情况的说明图。图9为电流从电动机侧流向驱动装置侧的情况的与图7相当的图。图10为电流从U相的第1绕组流向驱动装置侧的情况的与图8相当的图。图11为表示不抑制短路电流的发生的情况下的中性点电压以及共模电流的图。图12为抑制了短路电流的发生的情况下的与图11相当的图。图13为表示变形例的与图3相当的图。图14为表示第2实施方式的与图1相当的图。图15为表示基于控制信号Xp、Xn生成各驱动信号Gmxp、Gmxn、Gsxp、Gsxn的逻辑电路的一例的图。图16为第2实施方式的与图7相当的图。图17为测量了中性点N1、N2间的电压的波形图。【具体实施方式】(第1实施方式)以下，参照图1至图12，对驱动作为电磁设备的电动机的系统的第1实施方式加以说明。图1所示的电动机驱动系统1具备电动机2以及驱动电动机2的驱动装置3。电动机2例如为3相的无刷DC电动机，具备作为成对的3相(η = 3)定子绕组的第1绕组4u、4v、4w和第2绕组4u’、4v’、4w’。详细内容将在后面记述，电动机2的绕组构造为若使第1绕组4u?4w以及第2绕组4u’?4w’流过彼此相位相反的3相电流，则转子沿同一方向旋转。在此，将由上述构造所构成的电动机2称为“3相电动机”。驱动装置3并列地具备第1电力变换装置5以及第2电力变换装置6。第1电力变换装置5以及第2电力变换装置6均为将通过一对直流电源线8、9从直流电源7所供给的直流电力(直流电压)变换为3相的交流电力(交流电压)的DC - AC逆变器。直流电源7例如为锂离子电池，此外，例如，也可以置换为DC — DC转换器或将从交流电源所供给的交流电力变换为直流电力的AC - DC转换器等。滤波电容器10被连接于直流电源线8、9间，对由第1电力变换装置5以及第2电力变换装置6的开关动作所产生的直流电源线8、9间的电压变动等进行滤波。第1电力变换装置5具备:6个主开关元件Smup、Smun、Smvp、Smvn、Smwp、Smwn ；6个主续流二极管 Dmup、Dmun、Dmvp、Dmvn、Dmwp、Dmwn ；6 个辅助开关兀件 Ssup、Ssun、Ssvp、Ssvn、Sswp、Sswn ；6 个辅助续流二极管 Dsup、Dsun、Dsvp、Dsvn、Dswp、Dswn 以及 3 个辅助电感器Lu、Lv、Lw。第1主驱动装置5M由主开关元件Smup~Smwn以及主续流二极管Dmup~Dmwn构成。此外，第1辅助驱动装置5S由辅助开关元件Ssup~Sswn、辅助续流二极管Dsup~Dswn以及辅助电感器Lu~Lw构成。主开关元件Smup~Smwn例如为N沟道增强型M0SFET。主续流二极管Dmup~Dmwn相对于各主开关元件Smup~Smwn反向并联。主续流二极管Dmup~Dmwn也可以是增强型M0SFET的寄生二极管(体二极管)。但是，一般来说，由于寄生二极管的反向恢复时间长，因此，优选另外设置还原(recovery)特性好的二极管。 U相的主半桥电路llu由串联于直流电源线8、9间的主开关元件Smup以及Smun和主续流二极管Dmup以及Dmun构成。同样地，V相的主半桥电路llv由主开关元件Smvp以及Smvn和主续流二极管Dmvp以及Dmvn构成,W相的主半桥电路llw由主开关元件Smwp以及Smwn和主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁设备驱动系统，其特征在于，具备：电磁设备，具有n相的绕组，该n相的绕组是成对的，并且被卷绕成通过被通电彼此相位相反的电流而在同一方向上励磁，其中，n为2以上的自然数；主驱动装置，对上述成对的绕组分别通电彼此相位相反的电流；以及辅助驱动装置，与上述各主驱动装置并列设置，抑制对上述绕组进行通电切换时在上述各主驱动装置中所产生的短路电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：筱原尚人，永井一信，松毛和久，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：