CN101098110A - 变换器驱动旋转机系统、其中使用的旋转机、变换器以及使用它的电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝缘可靠性提高的变换器驱动旋转机系统，其中使用的旋转机、其中使用的变换器、以及使用它的电动车辆。变换器(INV)的三相交流电，通过线缆(CA1)提供给后部电机发电机(RMG)。追加线缆(CA2)的一个端部，连接至旋转机端、即电机外壳(RMG-C)的电机输入端子(IT1)，另一个端部，通过电阻(R)连接至电压固定端、即变换器(INV)的外壳(INV-C)的变换器追加端子(AT1)。

Description

变换器驱动旋转机系统、其中使用的旋转机、变换器以及使用它的电动车辆

技术领域

本发明，涉及一种变换器(inverter)驱动旋转机系统、其中使用的旋转机、变换器以及使用它的电动车辆。

背景技术

近年来，以节能化为目标，在旋转机的可变速运转中广泛使用变换器电源。但是，在由变换器电源驱动旋转机的情况下，会产生一般认为因变换器的急剧的浪涌电压(surge voltage)导致的旋转机的绝缘劣化。对于这中变换器浪涌电压，以往，通过对旋转机内部的绝缘进行强化等，在旋转机一侧采取对策。

然而，近年来，混合动力汽车用变换器驱动旋转机系统中，为了将变换器驱动旋转机系统进一步小型化、高效化，逐渐开始关注对变换器内部的直流电压予以高压化，并以同一尺寸提升变换器驱动旋转机系统的输出密度的系统。另外，将来，不仅对引擎进行援助，在旋转机为主驱动机的燃料电池汽车或电动汽车中，为了实现变换器驱动旋转机系统的小型轻量、高效化，还进一步考虑实现高压化的可能性。

但是，若将变换器的直流电压高压化，变换器内部的IGBT等高速功率半导体器件对直流电压进行ON/OFF时产生的浪涌电压，和该浪涌电压从变换器侧到达旋转机端时由旋转机端放大的浪涌电压也增大。

对这些高压浪涌，若想实现旋转机内部的绝缘强化，会导致旋转机大型化。

因此，一般认为除了旋转机内部的绝缘强化，将来，旋转机外部也需要采取对浪涌电压进行抑制的方法。

这里，作为在旋转机外部抑制浪涌的方法，例如公知有：在变换器输出端设置正弦波化滤波器或电抗器(reactor)作为抑制线缆(cable)和旋转机的浪涌电压放大现象的手段，来缓和急剧浪涌电压的上升时间，或者在旋转机端设置吸收浪涌电压的急剧电压成分的滤波器单元(例如非专利文献1)。

另外，近年来，还提出了一种吸收浪涌电压的线缆(例如，专利文献1)  。

【专利文献1】特开2005-183654

【非专利文献1】GAMBICA/REMA：VARIABLE SPEED DRIVESAND MOTORS Motor Insualtion Voltage Stresses Under PWM InverterOperation：A GAMB ICA/REMA Technical Report No.1

然而，如非专利文献1所记载的那样，由于设置于变换器输出端的滤波器或电抗器串联连接在变换器输出和旋转机之间，因此需要能流过主驱动电流的直径的导体、或不会因主驱动电流饱和的芯截面积。其结果，这些装置的箱体尺寸会与变换器和旋转机等同或者比其更大，存在变换器驱动旋转机系统大型化的问题。

另外，如非专利文献1所记载的那样，在对旋转机侧设置吸收浪涌电压的急剧电压成分的滤波器单元的情况下，因吸收的急剧电压会导致单元发热，存在必须通过大型的散热片等对其进行散热的问题。

再有，专利文献1中记载的浪涌电压吸收线缆中，由于线缆自身吸收浪涌电压而发热，抑制了线缆的驱动线的导体发热量，因此可能不得不抑制驱动电流。另外，由于浪涌吸收线的末端为高阻或者开路，因此该端部产生电压。因此，在高阻部或者开路端部，必须实施专门的绝缘处理，可能需要对变换器驱动旋转机系统的线缆安设作业人员进行新的专门的绝缘技术指导以及进行一定技术水准的维护、保障。对于这中问题，虽然能够决定好需要的线缆长度、购买并使用预先实施过专门的绝缘处理的线缆，但一般的工业设备中，变换器驱动旋转机系统的安设目的地的机器配置、线缆管道的尺寸，经常是根据结构将缠绕于辊筒(drum)的线缆截断为任意的长度来使用，存在对安设目的地的自由度造成限制的问题。再有，即使在安设后，因线缆自身的发热、周围的温度、湿度、尘土、盐、振动等的状况，可能需要对开路端的绝缘处理部采取绝缘劣化对策或者实施维护。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种绝缘可靠性提升的变换器驱动旋转机系统、其中使用的旋转机、其中使用的变换器以及使用它的电动车辆。

(1)为了达成上述目的，本发明的变换器驱动旋转机系统，具有：输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆，其中：具备追加线缆，其一个端部与旋转机端连接，另一个末端与电压固定端连接。

通过该结构，能够提高绝缘可靠性。

(2)上述(1)中，优选，上述追加线缆的另一端，通过电阻、或电阻和电容器的组合电路，连接至上述电压固定端。

(3)上述(1)中，优选，上述追加线缆，是高频衰减特性大的线缆，将上述追加线缆的另一末端，直接连接至上述电压固定端。

(4)上述(1)中，优选，上述电压固定端，是与连接上述追加线缆的旋转机输入电压端子同相的变换器电压输出端子、上述旋转机的相同相的电压输入端子、接地(earth)、上述变换器内部的直流平滑电容器的端子、电池端子、上述变换器的输入侧电源线、上述输入侧电源线的中性点之中的任意一个。

(5)另外，为了达成上述目的，本发明的变换器，用于具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：该变换器，除了连接上述线缆的端子，还具有连接另一线缆的另一端子。

通过该结构，能够提高绝缘可靠性。

(6)上述(5)中，优选，上述变换器，具有连接至上述另一端子的电阻或者电阻和电容器的组合电路。

(7)另外，为了达成上述目的，本发明的旋转机，用于具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：该旋转机，除了连接上述线缆的端子，还具有连接另一线缆的另一端子。

通过该结构，能够提高绝缘可靠性。

(8)另外，为了达成上述目的，本发明的电动车辆，搭载有具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动车轮的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：具备追加线缆，其一个端部与旋转机端连接，另一个末端与电压固定端连接。

通过该结构，能够提高绝缘可靠性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图2是本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的动作说明图。

图3是本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的动作说明图。

图4是本发明的第2实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图5是本发明的第3实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图6是本发明的第4实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图7是本发明的第5实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图8是本发明的第5实施方式的变换器驱动旋转机系统中使用的高频衰减线缆的特性图。

图9是搭载有本发明的各实施方式的变换器驱动旋转机系统的混合动力汽车的系统结构图。

图10是本发明的第6实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

图中：BA-电池，CA1-线缆，CA2-追加线缆，CON1-顺变换器，CON2-逆变换器，FMG-前部电机·发电机(ジエネレ一タ，generator)，INV、INV’、INV1、INV2-变换器，IPS-输入电源，R-电阻，RMG-后部电机·发电机。

具体实施方式

以下，用图1～图3，对本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。这里，对本实施方式的变换器驱动旋转机系统，以应用于混合动力电动汽车的电机驱动系统为例进行说明。

图1是本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。

混合动力电动汽车的电机驱动系统，由前部电机·发电机FMG、后部电机·发电机RMG、电池BA、以及变换器INV构成。

变换器INV，由2个变换器INV1、INV2构成。变换器INV1、INV2的结构相同。变换器INV1、INV2，分别由功率模块PM1、PM2、驱动器单元DU1、DU2构成。驱动器单元DU1、DU2，由电机控制单元MCU控制。功率模块PM1、PM2中，被从电池BA供给直流电，变换器INV1、INV2，分别转换为交流电后提供给电机·发电机FMG、RMG。另外，电机、发电机FMG、RMG作为发电机工作时，发电机的输出由变换器INV1、INV2变换为直流电，存储在电池BA中。

变换器INV1的功率模块PM1，由6个臂构成，将从作为车载用直流电源的电池BA供给的直流变换为交流后，对作为旋转机的电机·发电机FMG、RMG供电。

U相、V相、W相的各个相的上臂(P)和下臂(N)，分别被串联连接。U相、V相、W相的每一上臂的各个集电极端子(在使用电力用MOS-FET的情况下为漏极端子)，连接于电池BA的正极侧。另一方面，U相、V相、W相的每一下臂的各个发射极端子(在电力用MOS-FET的情况下为源极端子)，连接于电池BA的负极侧。

U相上臂的发射极端子(电力用MOS-FET的情况下为源极端子)与U相下臂的集电极端子(电力用MOS-FET的情况下为漏极端子)的连接点，连接于电机·发电机FMG(RMG)的U相端子，流有U相电流。电枢绕组(永磁式同步电机的定子绕组)为Y接线的情况下，流有U相绕组的电流。V相上臂的发射极端子(电力用MOS-FET的情况下为源极端子)与V相下臂的集电极端子(电力用MOS-FET的情况下为漏极端子)的连接点，连接于电机·发电机FMG(RMG)的V相电枢绕组(定子绕组)的V相端子，流有V相电流。定子绕组为Y接线的情况下，流有V相绕组的电流。W相上臂的发射极端子(电力用MOS-FET的情况下为源极端子)与W相下臂的集电极端子(电力用MOS-FET的情况下为漏极端子)的连接点，连接于电机·发电机FMG(RMG)的W相端子。在定子绕组为Y接线的情况下，流有W相绕组的电流。将从电池BA供给的直流电转换为交流电后，提供给构成电机·发电机FMG(RMG)的定子的U相、V相、W相这三相的定子线圈，这样，通过由在三相的定子线圈中流动的电流而产生的励磁力，转子旋转驱动。

功率模块PM1的6个臂，使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅极双极晶体管)作为半导体的开关元件。作为半导体的开关元件，除了IGBT以外，还可以使用电力用MOS-FET(Metal OxideSemiconductor-Field Effect Transistor)。

IGBT具有动作速度快的优点。以往，由于电力用MOS-FET能使用的电压较低，因此高压用的变换器用IGBT制成。但是，进来电力用MOS-FET所能使用的电压提高，车辆用变换器使用哪中作为半导体开关元件均可。电力用MOS-FET的情况下，具有半导体的结构比IGBT更为简单，半导体的制造工序比IGBT更少的优点。

由电机控制单元MCU，控制产生栅极信号的驱动器单元DU1、DU2，栅极信号被从各相的驱动器单元提供给各相的半导体开关元件。通过该栅极信号，控制各个臂的导通、不导通(截止)。其结果，被供给的直流转换为三相交流。

图1所示的结构中，一般来说，前部电机·发电机FMG、电池BA、变换器INV，配置在混合动力电动汽车的车体前部的引擎室内。另一方面，后部电机·发电机RMG，配置在位于后轮车轴的中央附近的差速齿轮的附近。

因此，由于变换器INV2与后部电机·发电机RMG分离，因此由变换器INV2生成的三相交流电压，通过线缆CA1提供给后部电机·发电机RMG。

变换器INV的外壳INV-C上，设置有变换器输出端子OT1。变换器输出端子OT1，由U相输出端子、V相输出端子、W相输出端子、接地端子这4个端子构成。外壳INV-C的内部，U相输出端子，连接于功率模块PM2的U相上臂与U相下臂的连接点，V相输出端子，连接于功率模块PM2的V相上臂与V相下臂的连接点，W相输出端子，连接于功率模块PM2的W相上臂与W相下臂的连接点。接地端子，连接于接地电位。

另一方面，后部电机·发电机RMG，具有电机外壳RMG-C。电机外壳RMG-C上，设置有电机输入端子IT1。电机输入端子IT1，由U相输入端子、V相输入端子、W相输入端子、接地端子这4个构成。电机外壳RMG-C的内部中，U相输入端子连接于后部电机·发电机RMG的U相线圈，V相输入端子连接于后部电机·发电机RMG的V相线圈，W相输入端子连接于后部电机·发电机RMG的W相线圈。接地端子，连接于接地电位。

线缆CA1，是具有4芯线缆的一般电特性的线缆。线缆CA1的一端，连接于变换器INV的外壳INV-C的变换器输出端子OT1，另一端，连接于后部电机·发电机RMG的电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1。线缆CA1的长度，例如为2～3m。

本实施方式中，进一步为了应对浪涌电压，而具有追加线缆CA2、三相份的电阻RU、RV、RW。追加线缆CA2也是4芯的线缆，与线缆CA1为相同额定电压、高频损耗，是比线缆CA1更细的线缆。追加线缆CA2的一个端部，连接于旋转机端即电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1，另一个端部，连接于电压固定端即变换器INV的外壳INV-C的变换器追加端子AT1。追加端子AT1，由U相追加端子、V相追加端子、W相追加端子、接地端子这4个构成。追加线缆CA2的4芯线缆，分别将电机输入端子IT1的U相输入端子、V相输入端子、W相输入端子、接地端子，与追加端子AT1的U相追加端子、V相追加端子、W相追加端子、接地端子对应连接。追加端子AT1的U相追加端子，通过电阻RU，连接于外壳INV-C的变换器输出端子OT1的U相输出端子；V相追加端子，通过电阻RV，连接于外壳INV-C的变换器输出端子OT1的V相输出端子；W相追加端子，通过电阻RW，连接于外壳INV-C的变换器输出端子OT1的W相输出端子。追加端子AT1的接地端子，不通过电阻，直接连接至变换器输出端子OT1的接地端子。

即，本实施方式中，其特征在于：对连接变换器INV2与后部电机·发电机RMG的线缆CA1，并联地连接追加线缆CA2和电阻的串联电路。追加线缆CA2和电阻的串联电路，连接于旋转机端和电压固定端之间。

接着，用图2及图3，对本实施方式的变换器驱动旋转机系统的动作进行说明。

图2及图3，为本发明的第1实施方式的变换器驱动旋转机系统的动作说明图。

设图2所示的变换器INV的输出电压，在时刻t0中从电压0V逐步变化到电压V1。此时，阶状电压的上升时间为0.1μs左右，其结果，产生1～10MHz左右的高频带的浪涌电压。

从变换器INV提供给后部电机·发电机RMG的电压信号，有两中。第1中是，后部电机·发电机RMG的驱动中利用的较低频率的驱动用电压信号。后部电机·发电机RMG的驱动中利用的较低频率的驱动用电压信号，主要通过线缆CA1提供给后部电机·发电机RMG。

第2中是，上述的高频带的浪涌电压信号。从变换器INV提供给后部电机·发电机RMG的高频带的浪涌电压信号，经3中路径提供给后部电机·发电机RMG。以下，对该浪涌电压的动作进行说明。

首先，对没有本实施方式中的追加线缆CA2和电阻R的情况进行说明。此时，线缆CA1的阻抗(impedance)小至30～100Ω，与此相对，后部电机·发电机RMG的阻抗大至数kΩ。因此，后部电机·发电机RMG的输入端、即旋转机端中，由于存在阻抗的不匹配，因此要输入旋转机端的电压信号会被旋转机端反射。若设浪涌电压的电压为V1(例如，300V)，则由于后部电机·发电机RMG的输入端中，除了浪涌电压的电压V1，还被施加因旋转机端处的反射导致的浪涌电压(该电压值，与浪涌电压的电压值V1相等)，因此后部电机·发电机RMG的输入端中输入的浪涌电压，为电压V1的2倍(例如，600V)。

另一方面，本实施方式中，通过具备追加线缆CA2和电阻R，从变换器INV提供给后部电机·发电机RMG的高频带的浪涌电压信号，经3中的路线Xa、Xb、Xc，提供至后部电机·发电机RMG。这里，追加线缆CA2的阻抗，与线缆CA1的阻抗相等，设为Z0(例如，50Ω)。设电阻R的电阻值例如为100Ω。

路径Xa，是从变换器INV经线缆CA1到达后部电机·发电机RMG的输入端的路径。路径Xb，是从变换器INV经追加线缆CA2到达后部电机·发电机RMG的输入端的路径。

这里，线缆C1上，连接有追加线缆CA2，由于两者的阻抗相等，因此不会像没有追加线缆CA2的情况那样，发生旋转机端中的反射，通过路径Xa到来的电压信号，经过追加线缆CA2到达电阻R，由电阻R反射后，到达后部电机·发电机RMG的输入端，这是路径Xc。

浪涌电压为电压V1的情况，从路径Xa到后部电机·发电机RMG的输入端的电压为V1。另外，从路径Xb到后部电机·发电机RMG的输入端的电压，由电阻R和追加线缆CA2的阻抗分压，例如，若设电阻R为100Ω，追加线缆CA2的阻抗为50Ω，则为(V1/3)。若设线缆CA1与追加线缆CA2的传送延迟相等，则时刻t1中，从路径Xa与路径Xb传送的浪涌电压重叠得到的信号，作为电压V2的信号出现。时间(t2-t1)，为线缆CA1与追加线缆CA2的传送延迟。浪涌电压V2，为V1+(V1/3)＝1.33·V1。

再有，经过路径Xc的浪涌电压V3，由于在电阻R的输入端，因追加线缆CA2的阻抗(50Ω)和电阻R的电阻值(100Ω)的阻抗不匹配，而产生V1/3的反射波，为(4/3)V1。另外，由于传送延迟，在时刻t2出现。

图3表示将电阻R的电阻值多次改变时的旋转机端的浪涌电压的变化。由路径Xa、Xb产生的电压V2，如单点划线所示，随电阻值R增大而减少。由路径Xc产生的电压V3，如虚线所示，随电阻值R增大而增加。由于电压V2、V3之内，较大一方为最大浪涌电压，因此可知，让最大浪涌电压最小的是，将线缆CA1和追加线缆CA2的阻抗Z0设为50Ω时，将电阻R的电阻值设为100Ω时，此时的最大浪涌电压，为(4/3)V1。

在以往的不使用追加线缆和电阻的情况下，若设V1为300V，则浪涌电压的最大值为600V，与此相对，本实施方式中，能够降低至400V。因此，例如，若设后部电机·发电机RMG的耐浪涌电压为600V，则由于即使将变换器的直流电压高压化至1.5倍，旋转机外部也能抑制浪涌电压，因此不需要对旋转机的内部实施绝缘强化，就能够提高绝缘性。

如上所述，由于后部电机·发电机RMG的驱动中使用的较低频率的驱动用的电压信号，经路径Xa、即经线缆CA1提供给后部电机·发电机RMG，因此线缆CA1的线芯(core wire)设得较粗。例如，设截面积为14mm²左右。另一方面，追加线缆CA2的线芯可以比其细一些，例如设为截面积为0.75mm²左右。

如以上说明的那样，根据本实施方式，可以抑制旋转机端的电压放大，实现旋转机外部的浪涌电压抑制。特别是，本实施方式中，由于可将线缆的长度结合安设现场和系统来改变，因此即使一般的变换器驱动旋转机系统的线缆安设作业人员也能够容易地安设。另外，作为线缆，由于能够使用一直以来就用于变换器驱动的线缆，因此系统的绝缘可靠性高。通过将以上的旋转机外部的浪涌电压抑制法与旋转机内部的浪涌电压应对方法组合，能够与以往相比将变换器电压进一步高压化，将变换器驱动旋转机系统小型化、高效化。

接着，用图4，对本发明的第2实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。

本实施方式中，作为线缆CA，使用的是图1中的线缆CA1和追加线缆CA2收纳在同一线缆外皮(sheath)内得到的复合线缆。

根据本实施方式，能够将变换器电压高压化，并将变换器驱动旋转机系统小型、高效化。另外，由于使用单一的线缆，因此可容易地进行线缆安设。

接着，使用图5，对本发明的第3实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。

图5为本发明的第3实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。另外，与图1相同的符号，表示相同的部分。

本实施方式中，追加线缆CA2的一个端部，连接于旋转机端、即电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1，另一个端部，分别通过电阻RU、RV、RW连接至电压固定端、即电机外壳RMG-C的相同相的电机输入端子IT1。追加线缆CA2的另一端部，连接至电机外壳RMG-C的电机追加端子AT2。追加端子AT2的U相追加端子，通过电阻RU连接至电机输入端子IT1的U相输入端子；V相追加端子，通过电阻RV连接至电机输入端子IT1的V相输入端子；W相追加端子，通过电阻RW连接至电机输入端子IT1的W相输入端子。追加端子AT2的接地端子，不通过电阻，而直接连接至电机输入端子IT1的接地端子。

根据本实施方式，也能抑制旋转机端的电压放大，能够实现旋转机外部的浪涌电压抑制，与以往相比能够进一步将变换器电压高压化，将变换器驱动旋转机系统小型、高效化。

接着，用图6，对本发明的第4实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。

图6为本发明的第四实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。另外，与图1相同的符号表示同一部分。

本实施方式中，追加线缆CA2的一个端部，连接至旋转机端、即电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1，另一端部，分别通过电阻RU、RV、RW和电容器CU、CV、CW的串联电路，连接至电压固定端即接地电位。追加线缆CA2的另一端部，连接至变换器外壳INV-C的追加端子AT1。追加端子AT1的U相追加端子，通过电阻RU和电容器CU的串联电路，连接至接地电位；V相追加端子，通过电阻RV和电容器CV的串联电路，连接至接地电位；W相追加端子，通过电阻RW和电容器CW的串联电路，连接至接地电位。追加端子AT1的接地端子，不通过电阻，而直接连接至接地电位。

通过本实施方式，也能够抑制旋转机端的电压放大，能够实现旋转机外部的浪涌电压抑制，与以往相比，能够进一步将变换器电压高压化，将变换器驱动旋转机系统小型、高效化。

以上，图1、图5、图6中的特征在于：追加线缆CA2的一个端部，连接至旋转机端即电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1，另一个端部连接至电压固定端。这里，所谓电压固定端，是变换器INV的外壳INV-C的变换器追加端子AT1(图1)、电机外壳RMG-C的相同相的电机输入端子IT1(图5)、接地电位(图6)等，除此之外，作为电压固定端，还可例如为变换器内部的直流平滑电容器的端子(图1的端子P、N)、蓄电池BA的端子(与图1的端子P、N等同)、变换器的输入侧电源线(与图1的端子P、N等同)，输入侧电源线的中性点。对于与图1的端子P、N等同的端子，如图6中说明的那样，追加线缆的另一端上，连接电阻和电容器的串联电路。另外，例如三相电压的情况下，能够将在3根电线的前端△型或者Y型连接电容器而制成的虚拟中性点，作为电压固定端来使用。

接着，用图7及图8，对本发明的第5实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。

图7为本发明的第5实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。另外，与图1相同的符号，表示同一部分。图8为本发明的第5实施方式的变换器驱动旋转机系统中使用的高频衰减线缆的特性图。

如图7所示，本实施方式中，作为追加线缆，使用高频衰减线缆H-CA2，其一个端部，连接至旋转机端即电机外壳RMG-C的电机输入端子IT1，另一个端部，不通过电阻或电容器，分别直接连接至电压固定端即变换器INV的外壳INV-C的变换器输出端子OT1的相同相上。

这里，如图8所示，高频衰减线缆H-CA2，例如，可使用具有在1MHz的频率衰减3dB的特性的线缆。另外，高频衰减线缆H-CA2，如图4所示，可使用与线缆CA1合并的线缆。

通过本实施方式，也能够抑制旋转机端的电压放大，实现旋转机外部的浪涌电压抑制，与以往相比能够进一步将变换器电压高压化，将变换器驱动旋转机系统小型、高效化。

接着，用图9对搭载有本发明的各实施方式中的变换器驱动旋转机系统的混合动力汽车的结构进行说明。

图9为搭载有本发明的各实施方式中的变换器驱动旋转机系统的混合动力汽车的系统结构图。另外，与图1相同的符号表示相同的部分。

混合动力电动汽车，是由作为内燃机的引擎EN、以及由上述的变换器驱动电机系统的前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F，由后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R的四轮驱动式的汽车。另外，本实施方式中，以引擎EN和前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F，由后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R的情况为例进行说明，但也可让引擎EN和实施例1～5的前侧电机·发电机FMG驱动后轮WH-R，让后侧电机·发电机RMG驱动前轮WH-F。

前轮WH-F的前轮车轴DS-F中，通过前侧差速装置FDF机械连接有变速机TM。变速机TM上，通过输出控制机构(未图示)机械连接有引擎EN和电机·发电机MG。输出控制机构(未图示)，是负责旋转输出的合成和分配的机构。前侧电机·发电机MG的定子绕组，电连接于变换器INV的交流侧。变换器INV，是将直流电转换为三相交流电的电力变换装置，是对电机·发电机MG的驱动进行控制的装置。变换器INV的直流侧，电连接于电池BA上。

后轮WH-R的后轮车轴DS-R1、DS-R2上，通过后侧差速装置RDF和后侧减速机RG机械连接有后侧电机·发电机RMG。后侧电机·发电机RMG的定子绕组，电连接于变换器INV的交流侧。这里，变换器INV，是对前侧电机·发电机MGF和后侧电机·发电机RMG共用的装置，具有：电机·发电机MG用的变换电路部、后侧电机·发电机RMG的变换电路部、以及用于驱动它们的驱动控制部。

混合动力电动车的起步时以及低速行驶时(引擎EN的运转效率(燃费)较低的行驶区域)，由前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F。另外，本实施例中，以在混合动力电动车的起步时以及低速行驶时，由前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F的情况为例进行说明，但是，也可以由前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F，由后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R(也可四轮驱动行驶)。变换器INV中，被从电池BA供给直流电。被供给的直流电，由变换器INV变换为三相交流电。这样，所得到的三相交流电，被提供给前侧电机·发电机FMG的定子绕组。这样，前侧电机·发电机FMG受到驱动，产生旋转输出。该旋转输出，通过输出控制机构(未图示)输入到变速机TM中。输入的旋转输出，通过变速机TM变速，并被输入到差速装置FDF中。所输入的旋转输出，由差速装置FDF分配至左右，分别传递至前轮WH-F的一方的前轮车轴DS-F和前轮WH-F的另一方的前轮车轴DS-F。这样，前轮车轴DS-F受到旋转驱动。然后，通过前轮车轴DS-F的旋转驱动，前轮WH-F受到旋转驱动。

混合动力电动汽车的正常行驶时(在干燥路面行驶的情况，即引擎EN的运转效率(燃费)良好的行驶区域)，由引擎EN驱动前轮WH-F。因此，引擎EN的旋转输出，通过输出控制机构(未图示)输入至变速机TM。所输入的旋转输出，通过变速机TM变速。变速的旋转输出，通过前侧差速装置FDF传递至前轮车轴DS-F。这样，前轮WH-F受到旋转驱动。另外，检测出电池BA的充电状态，在需要对电池BA进行充电的情况下，将引擎EN的旋转输出，通过输出控制机构(未图示)分配至前侧电机·发电机FMG，对前侧电机·发电机FMG进行旋转驱动。这样，前侧电机·发电机FMG作为发电机动作。通过该动作，前侧电机·发电机FMG的定子绕组中产生三相交流电。所产生的三相交流电，通过变换器INV变换为给定的直流电。通过该变换得到的直流电，被提供给电池BA。这样，电池BA被充电。

混合动力电动汽车在四轮驱动行驶(在雪地等低μ路面行驶时，即引擎EN的运转效率(燃费)良好的行驶区域)，通过后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R。另外，与上述正常行驶时同样，通过引擎EN驱动前轮WH-F。再有，由于因后侧电机·发电机RMG的驱动电池BA的蓄电量减少，因此与上述通常行驶时同样，通过引擎EN的旋转输出对前侧电机·发电机FMG进行旋转驱动，来对电池BA进行充电。为了通过后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R，变换器INV中被从电池BA供给直流电。所供给的直流电，通过变换器INV变换为三相交流电。通过该变换得到的交流电，被提供给后侧电机·发电机RMG的定子绕组。这样，后侧电机·发电机RMG受到驱动，产生旋转输出。所产生的旋转输出，由后侧减速机RG减速，并输入到差速装置RDF中。所输入的旋转输出，由差速装置RDF分配至左右，分别传递至后轮WH-R的一方的后轮车轴DS-R1、DS-R2，以及后路WH-R的另一方的后轮车轴DS-R1、DS-R2。这样，后轮车轴DS-F4受到旋转驱动。然后，通过后轮车轴DS-R1、DS-R2的旋转驱动，后轮WH-R受到旋转驱动。

混合动力电动汽车在加速时，通过引擎EN和前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F。另外，第4实施例中，虽然以混合动力电动汽车在加速时，通过引擎EN和前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F的情况进行了说明，但也可通过引擎EN和前侧电机·发电机FMG驱动前轮WH-F，以后侧电机·发电机RMG驱动后轮WH-R(也可进行四轮驱动行驶)。引擎EN和前侧电机·发电机FMG的旋转输出，通过输出控制机构(未图示)输入至变速机TM。所输入的旋转输出，由变速机TM变速。变速后的旋转输出，通过差速装置FDF传递至前轮车轴DS-F。这样，前轮WH-F受到旋转驱动。

混合动力电动汽车在再生时(踩下刹车时、缓踩油门时、或者松开油门时等的减速时)，前轮WH-F的旋转输出，通过前轮车轴DS-F、差速装置FDF、变速机TM、输出控制机构(未图示)，传递至前侧电机·发电机FMG，对前侧电机发电机FMG进行旋转驱动。这样，前侧电机·发电机FMG作为发电机工作。通过该动作，前侧电机·发电机FMG的定子绕组中产生三相交流电。所产生的三相交流电，由变换器INV变换为给定的直流电。通过该变换所得到的直流电被提供给电池BA。这样，电池BA被充电。另一方面，将后轮WH-R的旋转输出，通过后轮车轴DS-R1、DS-R2、车辆用输出传递装置100的差速装置RDF、减速机RG，传递至后侧电机·发电机RMG，对后侧电机·发电机RMG进行旋转驱动。这样，后侧电机·发电机RMG作为发电机动作。通过该动作，后侧电机·发电机RMG的定子绕组中产生三相交流电。所产生的三相交流电，被变换器INV变换为给定的直流电。通过该变换所得到的直流电，被提供给电池BA。这样，电池BA被充电。

在使用本例的变换器驱动系统的情况下，由于能够抑制高压浪涌，因此能够将旋转电机的绝缘紧凑、低成本化，实现旋转电机对车辆的搭载的空间节省化，因此，能够有利于车辆的小型化、轻量化以及低成本化。

接着，用图10，对本发明的第6实施方式的变换器驱动旋转机系统的结构进行说明。这里，以将本实施方式的变换器驱动旋转机系统应用于一般通用系统中为例进行说明。

图10是本发明的第6实施方式的变换器驱动旋转机系统的系统结构图。另外，与图1相同的符号，表示相同的部分。

本实施方式的一般通用变换器驱动系统，由输入电源IPS、变换器INV’和旋转机M构成。

输入电源IPS，具有输入侧电源变压器PST1、输出侧电源变压器PST2，例如，将6600V的三相高压电变换为220V的三相低压电，并提供给变换器INV’。

变换器INV’，由顺变换器CON1、逆变换器CON2、平滑电容器C1、C2构成。顺变换器CON1，将从输入电源IPS输入的三相交流电变换为直流电，由二极管等构成。逆变换器CON2，将直流电变换为三相交流电，例如，像图1的变换器INV1、INV2那样构成。

由逆变换器CON2生成的三相交流电压，通过线缆CA1提供给旋转机M。变换器INV’的外壳INV-C上，设置有变换器输出端子OT1。变换器输出端子OT1，由U相输出端子、V相输出端子、W相输出端子、接地端子这4个构成。外壳INV-C的内部，U相输出端子连接至逆变换器CON2的U相上臂与U相下臂的连接点，V相输出端子连接至逆变换器CON2的V相上臂与V相下臂的连接点，W相输出端子连接至逆变换器CON2的W相上臂与W相下臂的连接点。接地端子，连接至接地电位。

另一方面，旋转机M，具有电机外壳M-C。电机外壳M-C中，设有电机输入端子IT1。电机输入端子IT1，由U相输入端子、V相输入端子、W相输入端子、接地端子这4个构成。电机外壳M-C的内部，U相输入端子连接至旋转机M的U相线圈，V相输入端子连接至旋转机M的V相线圈，W相输入端子连接至旋转机M的W相线圈。接地端子，连接至接地电位。

线缆CA1，是具有4芯线缆的一般电特性的线缆。线缆CA1的一端，连接至变换器INV’的外壳INV-C的变换器输出端子OT1，另一端，连接至旋转机M的电机外壳M-C的电机输入端子IT1。

本实施方式中，为了实施浪涌电压的对策，还具有追加线缆CA2、三相份的电阻RU、RV、RW。追加线缆CA2，也是具有4芯线缆的一般电特性的线缆。追加线缆CA2的一个端部，连接至旋转机端、即电机外壳M-C的电机输入端子IT1，另一个端部，连接至电压固定端、即变换器INV’的外壳INV-C的变换器追加端子AT1。追加端子AT1，由U相追加端子、V相追加端子、W相追加端子、接地端子这4个构成。追加线缆CA2的4芯线缆，分别将电机输入端子IT1的U相输入端子、V相输入端子、W相输入端子、接地端子，与追加端子AT1的U相输入端子、V相输入端子、W相输入端子、接地端子对应连接。追加端子AT1的U相追加端子，通过电阻RU，连接至外壳INV-C的变换器输出端子OT1的U相输出端子；V相追加端子，通过电阻RV连接至外壳INV-C的变换器输出端子OT1的V相输出端子；W相追加端子，通过电阻RW连接至外壳INV-C的变换器输出端子OT1的W相输出端子。追加端子AT1的接地端子，不通过电阻，而直接连接至变换器输出端子OT1的接地端子。

即，本实施方式的特征在于：对连接变换器INV2’和旋转机M的线缆CA1，并联地连接追加线缆CA2和电阻的串联电路。追加线缆CA2与电阻的串联电路，连接在旋转机端和电压固定端之间。这里，作为电压固定端，除了变换器INV’的外壳INV-C的变换器追加端子AT1、电机外壳M-C的相同相的电机输入端子IT1、接地电位等之外，还有变换器内部的直流平滑电容器的端子(图10的电容器C1、C2的两端)，变换器的输入侧电源线(图10的输入电源IPS与变换器INV’之间的电源线)、以及输入侧电源线的中性点(图10的电源变压器PST1、PST2的中性点)。

通过本实施方式，也能够抑制旋转机端的电压放大，实现旋转机外部的浪涌电压抑制，与以往相比能够将变换器电压进一步高压化，将变换器驱动旋转机系统小型、高效化。

另外，本发明的变换器旋转机驱动系统，可以应用于电动汽车、混合动力电动汽车等汽车用机器，钢铁、锻压、风扇、泵机等工业用机器，此外还有铁路、可变速发电机等，使用变换器来驱动旋转机的系统中。

Claims (8)

1.一种变换器驱动旋转机系统，具有：输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆，其中：

具备追加线缆，其一个端部与旋转机端连接，另一个末端与电压固定端连接。

2.根据权利要求1所述的变换器驱动旋转机系统，其特征在于：

上述追加线缆的另一端，通过电阻、或电阻和电容器的组合电路，连接至上述电压固定端。

3.根据权利要求1所述的变换器驱动旋转机系统，其特征在于：

上述追加线缆，是高频衰减特性大的线缆，

将上述追加线缆的另一末端，直接连接至上述电压固定端。

4.根据权利要求1所述的变换器驱动旋转机系统，其特征在于：

上述电压固定端，是与连接上述追加线缆的旋转机输入电压端子同相的变换器电压输出端子、上述旋转机的相同相的电压输入端子、接地电位、上述变换器内部的直流平滑电容器的端子、电池端子、上述变换器的输入侧电源线、上述输入侧电源线的中性点之中的任意一个。

5.一种变换器，用于具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：

该变换器，除了连接上述线缆的端子，还具有连接另一线缆的另一端子。

6.根据权利要求5所述的变换器，其特征在于：

上述变换器，具有连接至上述另一端子的电阻、或者电阻和电容器的组合电路。

7.一种旋转机，用于具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：

该旋转机，除了连接上述线缆的端子，还具有连接另一线缆的另一端子。

8.一种电动车辆，搭载有具有输出三相交流电的变换器、通过该变换器的输出驱动车轮的旋转机、将上述变换器的输出提供给上述旋转机的线缆的变换器驱动旋转机系统，其中：

具备追加线缆，其一个端部与旋转机端连接，另一个末端与电压固定端连接。

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