特開 2023-172700 インバータ装置及びそれを備えた電動圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172700

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】インバータ装置及びそれを備えた電動圧縮機

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231129BHJP

   H01F 37/00 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

H01F37/00 C

H01F37/00 A

H01F37/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084677

(22)【出願日】2022-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】397038037

【氏名又は名称】学校法人成蹊学園

(74)【代理人】

【識別番号】100098361

【弁理士】

【氏名又は名称】雨笠 敬

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 康平

(72)【発明者】

【氏名】吉田 浩

(72)【発明者】

【氏名】小林 孝次

(72)【発明者】

【氏名】高橋 翔太郎

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770AA05

5H770AA21

5H770BA05

5H770DA03

5H770JA13W

5H770JA13Y

5H770KA01W

5H770KA01Y

5H770QA08

5H770QA27

5H770QA31

(57)【要約】

【課題】効率的にスイッチング素子及びモータから流出するコモンモードノイズの低減を図り、且つ、小型化も図ることができるインバータ装置を提供する。
【解決手段】インバータ回路の単相入力部に挿入された入力側コモンモードコイル６７と、インバータ回路３４の三相出力部に挿入された出力側コモンモードコイル６６を備え、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６が、共通コアの一体構造のコモンモードコイル６９とされ、インバータ回路３４において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ中点を直接接合する回路を有さず、一体構造のコモンモードコイル６９により、インバータ回路３４から流出するコモンモード電流の経路がインピーダンスを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子より構成された三相のインバータ回路を備え、該インバータ回路によりモータを駆動するインバータ装置において、
前記インバータ回路の単相入力部に挿入された入力側コモンモードコイルと、
前記インバータ回路の三相出力部に挿入された出力側コモンモードコイルを備え、
前記入力側コモンモードコイルと前記出力側コモンモードコイルが、共通コアの一体構造のコモンモードコイルとされていると共に、
前記インバータ回路において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ中点を直接接合する回路を有さず、
前記一体構造のコモンモードコイルにより、前記インバータ回路から流出するコモンモード電流の経路がインピーダンスを有することを特徴とするインバータ装置。

【請求項2】

前記入力側コモンモードコイルの正極側と負極側の二線、及び、前記出力側コモンモードコイルのＵＶＷ相の三線は前記コアに対してペンタファイラ巻きされていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項3】

前記入力側コモンモードコイルと前記出力側コモンモードコイルは、同一のコモンモードインダクタンスを有することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項4】

前記入力側コモンモードコイルと前記出力側コモンモードコイルは、異なるコモンモードインダクタンスを有することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項5】

前記モータが収容されるハウジングと、該ハウジングに構成されたインバータ収容部を備え、
前記インバータ装置は、前記インバータ収容部に収容されると共に、前記ハウジングが前記スイッチング素子のヒートシンクとされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のインバータ装置を備えた電動圧縮機。

【請求項6】

車両に搭載されることを特徴とする請求項５に記載の電動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータを駆動するインバータ装置と、それを備えた電動圧縮機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

三相インバータ機器のＥＭＩノイズ抑制としては、従来より入力側のＥＭＩフィルタによるノイズ低減を行うことや、インバータ出力線に大型のコモンモードコイルを入れること、或いは、キャパシタと組み合わせたパッシブフィルタ方式とすること等によって、インバータ起因のノイズ低減対策を行っていた。

【0003】

また、インバータ機器のノイズにおいては、モータとハウジング（筐体）間、及び、スイッチング素子を冷却するヒートシンク（電動圧縮機では後述する如くハウジングと兼用）から流出するコモンモードノイズが多い。このなかで、モータとハウジング間から流出するノイズにおいては、従来から入力部に大型のコモンモードコイルを入れることや、インバータ出力部にコモンモードコイル、フェライトコアを挿入することでノイズ低減を行ってきた。

【0004】

一方で、ヒートシンク経由で流出するノイズについては、民生品等においてはヒートシンクとハウジングを接地しない等の対策が可能であった。

【0005】

ここで、例えば車両搭載型の電動圧縮機においては、小型軽量化が必須事項（振動対策を含め）であり、上記のようなノイズ対策のためにインバータ出力部にコモンモードコイルを入れることや、フェライトコアを付ける等と云った対策を施しにくい上に、スイッチング素子の冷却をヒートシンクではなく電動圧縮機のハウジングで代用し、冷媒で冷却するという方式が採用されるため、スイッチング素子からハウジング（ヒートシンク）を経由して流出するコモンモードノイズについてノイズ源からの流出を抑制する効果的な対策がなかった。

【0006】

そこで、従来では例えば、特許文献１や非特許文献１に記載された方法により対策が検討されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５－１３０５７５号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】電気学会研究会資料（電磁環境／半導体電力変換合同研究会）Ｔｈｅ Ｐａｐｅｒｓ ｏｆ Ｊｏｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ ”Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ” ａｎｄ ”Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ”， ＩＥＥ Ｊａｐａｎ ２０２１．１２．８ ＥＭＣ－２１－０４５ ＳＰＣ－２１－１６５． 高橋翔太郎， 前川佐理（成蹊大学）：「モータドライブシステムにおける入出力結合パッシブＥＭＩフィルタ」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

図８に上記特許文献１の図１の電気回路のコモンモード等価回路を示す。特許文献１はインバータの入出力フィルタを結合させることにより、この経路のノイズ低減を行うものであるが、回路構成上、ヒートシンク経由の流出の抑制は不可能である。即ち、スイッチング素子からヒートシンク（ハウジング）に漏れ出るコモンモード電流（図８のＩ_CMh）の経路にインピーダンスを持たないため、インバータから流出するコモンモード電流を阻止できていない。これは、三相入力部のコモンモードコイルにおいて、整流器側との間にバイパスコンデンサ（Ｙコンデンサ）が接地されているため、この経路を介してインバータノイズが流出するからである。特許文献１の構成は、あくまでも入力のコモンモードコイルと出力のコモンモードコイルを結合させただけのものである。

【0010】

次に、前記非特許文献１に記載された一般的なモータドライブシステムの回路を図９に示し、図１０の左にそのコモンモード等価回路を改めて示す。図９のようなモータドライブシステムのインバータ起因のノイズ経路は、コモンモードに着目して等価回路にすると、図１０の右に示す経路が考えられる。ここで、図１０の右のＬｏｏｐ１はモータ／筐体間から流出し、ＬＩＳＮ（電源インピーダンス安定化回路網）を回り込むコモンモードノイズの経路であり、Ｌｏｏｐ２は同じくモータから流出するが、スイッチング素子と筐体間の浮遊容量を経由して回り込む経路である。

【0011】

ここで、このＬｏｏｐ１とＬｏｏｐ２においては、上述のようにインバータ出力線にコモンモードコイルを挿入することで、コモンモード電流経路のインピーダンスを増加させることができ、抑制可能となる。

【0012】

しかしながら、ヒートシンクと筐体が一体化されている電動圧縮機においては、図１０の右のＬｏｏｐ３（スイッチング素子から流出し、ＬＩＳＮに戻る経路）のコモンモード電流を抑制するには、入力側に大型のＥＭＩフィルタが必要となる。即ち、全てのコモンモードノイズを効果的に抑制するには、入出力に大型のコモンモードフィルタが必要となってしまい、機器の小型化が必須の電動圧縮機では適用し難い。

【0013】

また、Ｌｏｏｐ３から流出するコモンモードノイズは高周波成分を多く含むため、入力部に大型のコモンモードフィルタを搭載したとしても、高周波ではコイルのインピーダンスが低下してしまうため、ＥＭＩレベルを抑制するのは容易ではない。

【0014】

このような背景のなか、非特許文献１では図１１に示されているように、インバータ回路１００において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ１０１の中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ１０２の中点を直接接合する回路構成とし、入出力結合ＥＭＩコイルを活用している。これにより、図１１のコモンモード等価回路は図１２のようになり、Ｌｏｏｐ１、Ｌｏｏｐ２、Ｌｏｏｐ３全てのノイズにおいて流出源であるスイッチング素子直近において抑制可能となっていた。

【0015】

本発明は、このような背景を踏まえ、一般的な三相インバータ（特に電動圧縮機）におけるインバータノイズに起因するＥＭＩノイズの低減に関して、入力側ＥＭＩフィルタの大型化や、入出力のバイパスコンデンサ（Ｙコンデンサ）の結合ではなく、ノイズ発生源前後において流出する全ての経路においてコモンモードインピーダンスを増加させることにより、効率的にスイッチング素子及びモータから流出するコモンモードノイズの低減を図ることができるインバータ装置及びそれを備えた電動圧縮機を提供することを目的とする。

【0016】

本発明の目的は、更に非特許文献１にて使用されていたディファレンシャルモードコンデンサ及びコモンモードコンデンサ（Ｃ_CM、Ｃ_DM）を不要とすることにより、ノイズ低減効果を維持しつつ、小型化を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明のインバータ装置は、スイッチング素子より構成された三相のインバータ回路を備え、このインバータ回路によりモータを駆動するものであって、インバータ回路の単相入力部に挿入された入力側コモンモードコイルと、インバータ回路の三相出力部に挿入された出力側コモンモードコイルを備え、入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルが、共通コアの一体構造のコモンモードコイルとされていると共に、インバータ回路において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ中点を直接接合する回路を有さず、一体構造のコモンモードコイルにより、インバータ回路から流出するコモンモード電流の経路がインピーダンスを有することを特徴とする。

【0018】

請求項２の発明のインバータ装置は、上記発明において入力側コモンモードコイルの正極側と負極側の二線、及び、出力側コモンモードコイルのＵＶＷ相の三線はコアに対してペンタファイラ巻きされていることを特徴とする。

【0019】

請求項３の発明のインバータ装置は、請求項１の発明において入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルは、同一のコモンモードインダクタンスを有することを特徴とする。

【0020】

請求項４の発明のインバータ装置は、請求項１の発明において入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルは、異なるコモンモードインダクタンスを有することを特徴とする。

【0021】

請求項５の発明の電動圧縮機は、モータが収容されるハウジングと、このハウジングに構成されたインバータ収容部を備え、上記各発明のインバータ装置が、インバータ収容部に収容されると共に、ハウジングがスイッチング素子のヒートシンクとされていることを特徴とする。

【0022】

請求項６の発明の電動圧縮機は、上記発明において車両に搭載されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、スイッチング素子より構成された三相のインバータ回路を備え、このインバータ回路によりモータを駆動するものであって、インバータ回路の単相入力部に挿入された入力側コモンモードコイルと、インバータ回路の三相出力部に挿入された出力側コモンモードコイルを備え、入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルを、共通コアの一体構造のコモンモードコイルとすることで、ノイズ発生源であるインバータ回路の入力側と出力側を磁気結合し、ノイズ源前後のインピーダンスを高くできる。

【0024】

これにより、モータとそれが収容されるハウジング間の浮遊容量、及び、インバータ回路のスイッチング素子とハウジング間の浮遊容量を介して流出する全てのコモンモード電流を抑制し、コモンモードノイズの大幅な低減を図ることができるようになる。

【0025】

また、入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルを磁気結合させているので、コア一つのみで対応可能であり、ターン数も削減できる。これにより、請求項５や請求項６の発明の如くインバータ装置がハウジングに収容され、小型化が必要な電動圧縮機にとっては極めて優位なこととなる。更に、ノイズをハウジングに漏らさない源流の対策であるので、高周波ノイズの抑制効果が高いものとなる。

【0026】

特に、インバータ回路において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ中点を直接接合する回路を有さず、一体構造のコモンモードコイルにより、インバータ回路から流出するコモンモード電流の経路が大きなインピーダンスを有することになるので、ノイズ低減効果を維持しつつ、沿面距離を必要とするコンデンサを削除して、更なる小型化を図ることができるようになる。

【0027】

また、請求項２の発明の如く入力側コモンモードコイルの正極側と負極側の二線、及び、出力側コモンモードコイルのＵＶＷ相の三線をコアに対してペンタファイラ巻きすることで、インバータ回路の入力側と出力側のコモンモードコイルを効果的に磁気結合することができるようになる。

【0028】

尚、入力側コモンモードコイルと出力側コモンモードコイルは、請求項３の発明の如く同一のコモンモードインダクタンスを有するものでもよく、請求項４の発明の如く異なるコモンモードインダクタンスを有するものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明を適用した一実施例の電動圧縮機の電気回路のブロック図である。

【図2】本発明の一実施例の電動圧縮機の概略断面図である。

【図3】図１の電気回路の簡易コモンモード等価回路である。

【図4】図１の電動圧縮機のインバータ回路の入力部と出力部に挿入したコモンモードコイルの構造を説明する図である。

【図5】図４のコモンモードコイルのインピーダンス特性を説明する図である。

【図6】図１の電動圧縮機における高電圧回路のノイズを説明する図である。

【図7】図１の電動圧縮機における低電圧回路のノイズを説明する図である。

【図8】特許文献１の電気回路の簡易コモンモード等価回路である。

【図9】非特許文献１の一般的なモータドライブシステムの回路図である。

【図10】図９の簡易コモンモード等価回路である。

【図11】非特許文献１の電気回路のブロック図である。

【図12】図１１の簡易コモンモード等価回路である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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２を参照しながら本発明を適用した実施例の電動圧縮機（所謂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。

【0031】

（１）電動圧縮機１の構成
図２において、電動圧縮機１の金属性の筒状ハウジング（筐体）２内は、当該ハウジング２の軸方向に交差する仕切壁３により圧縮機構収容部４とインバータ収容部６とに区画されており、圧縮機構収容部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が収容されている。

【0032】

この場合、実施例のモータ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。

【0033】

仕切壁３の圧縮機構収容部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の圧縮機構収容部４に対応する位置の仕切壁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の圧縮機構収容部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。

【0034】

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、仕切壁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、仕切壁３も冷却されることになる。

【0035】

そして、この仕切壁３で圧縮機構収容部４と区画されたインバータ収容部６内には、モータ８を駆動制御する本発明のインバータ装置１６が収容される。この場合、インバータ装置１６は、仕切壁３を貫通する密封端子やリード線を介してモータ８に給電する構成とされている。

【0036】

（２）インバータ装置１６の構造
本発明の一実施例のインバータ装置１６は、基板１７と、この基板１７の一面側に配線された６個のスイッチング素子１８と、基板１７の他面側に配線された制御回路３６等から構成されている。各スイッチング素子１８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）等から構成されている。

【0037】

この場合、各スイッチング素子１８が後述する三相のインバータ回路３４を構成するものであり、各スイッチング素子１８の端子部２２は、基板１７に接続されている。そして、このように組み立てられたインバータ装置１６は、各スイッチング素子１８がある一面側が仕切壁３側となった状態でインバータ収容部６内に収容されて仕切壁３に取り付けられ、カバー２３にて塞がれる。この場合、基板１７は仕切壁３から起立するボス部２４を介して仕切壁３に固定されることになる。

【0038】

このようにインバータ装置１６が仕切壁３に取り付けられた状態で、各スイッチング素子１８は仕切壁３に直接若しくは所定の絶縁熱伝導材を介して密着し、ハウジング２の仕切壁３と熱交換関係となる。そして、前述した如く仕切壁３は圧縮機構収容部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は仕切壁３を介して吸入冷媒と熱交換関係となり、仕切壁３の厚みを介して圧縮機構収容部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１８自体は仕切壁３を介して冷媒に放熱するかたちとなる。即ち、ハウジング２（仕切壁３）が各スイッチング素子１８のヒートシンクとされている。

【0039】

（３）インバータ装置１６の回路構成
次に、図１において本発明のインバータ装置１６は、モータ８を運転するためのインバータ回路３４と、このインバータ回路３４を制御する制御回路３６と、ＬＩＳＮ３７、３８と、スイッチング電源装置３９と、平滑コンデンサ４７等から構成され、これらが前述した基板１７上に配線され、前述した如くインバータ収容部６内に収納される。

【0040】

尚、車両には電動圧縮機１のモータ８や、図示しない走行用のモータに給電して駆動するための例えば高電圧バッテリから成る高電圧電源４１と、通常のバッテリから成る低電圧電源４２が搭載されており、インバータ装置１６は高電圧電源４１と低電圧電源４２に接続される。また、ハウジング２は車体Ｂ（Ｇｒｏｕｎｄ ｐｌａｎｅ）に導通されている。

【0041】

インバータ回路３４は、三相ブリッジ接続の前述した６個のスイッチング素子１８から構成されており、各スイッチング素子１８は制御回路３６が有するゲートドライバが生成するゲート駆動信号により制御される。制御回路３６はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）から構成されており、インバータ回路３４の各スイッチング素子１８をゲートドライバによりスイッチングしてＰＷＭ変調を行うことで、高電圧電源４１の直流電圧を所定周波数の交流電圧とし、モータ８に供給する。

【0042】

スイッチング電源装置３９は、低電圧電源４２をスイッチングして所定の直流電圧を生成し、制御回路３６に給電するためのＤＣ－ＤＣコンバータである。スイッチング電源装置３９は、一次巻線と、それとは絶縁された二次巻線から成る絶縁トランス（カップリングトランス）にて構成されたスイッチングトランスから構成されている。そして、スイッチング電源装置３９は低電圧電源４２をスイッチングして制御回路３６に電源を供給すると共に、スイッチングトランスにより、一次巻線が位置する低電圧電源４２側の低電圧回路６３と、二次巻線が位置する高電圧電源４１側の高電圧回路６４とを絶縁する。そして、インバータ装置１６は上記のように絶縁された高電圧回路６４と低電圧回路６３が基板１７上で近接した状態で構成され、インバータ収容部６内に収容されている。

【0043】

ここで、前述した如くインバータ回路３４を構成するスイッチング素子１８のスイッチングに伴うサージ電圧（振動電圧）はモータ８側に伝達するため、電圧変動によりモータ８とハウジング２間の浮遊容量を介してコモンモード電流が流出する。更に、ノイズ発生源であるインバータ回路３４とハウジング２間の浮遊容量を介して流出するコモンモード電流もある。

【0044】

特に、実施例のようにハウジング２がインバータ回路３４のスイッチング素子１８のヒートシンクとされた電動圧縮機１では、モータ８とハウジング２間の浮遊容量とインバータ回路３４とハウジング２間の浮遊容量を介して流出するコモンモード電流によるノイズ（コモンモードノイズ）が支配的となる。

【0045】

そこで、本発明ではインバータ回路３４の単相入力部（二線）に入力側コモンモードコイル６７を挿入すると共に、インバータ回路３４の三相出力部（インバータ回路３４とモータ８の間の三線）に出力側コモンモードコイル６６を挿入している（図１）。この場合、図４に示す如く入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６を、共通の一つのコア６８に巻回して一体構造のコモンモードコイル６９としている。これにより、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６は磁気結合される（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）。

【0046】

更に、この実施例の場合、入力側コモンモードコイル６７は高電圧電源４１の正極側に接続された正極線（巻線：コイル）６７Ｈと、負極側に接続された負極線（巻線：コイル）６７Ｌから成る。また、出力側コモンモードコイル６６はインバータ回路３４の出力のＵ相に接続されたＵ相線（巻線：コイル）６６Ｕと、Ｖ相に接続されたＶ相線（巻線：コイル）６６Ｖと、Ｗ相に接続されたＷ相線（巻線：コイル）６６Ｗから成る。そして、これら正極側と負極側の二線６７Ｈ、６７Ｌと、ＵＶＷ相の三線６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗ、合わせて５線が例えば平行に、図４に示す如くコア６８に対してペンタファイラ巻きされている。尚、図４中の矢印は磁束の向きを示す。

【0047】

図３に、図１の電気回路の簡易コモンモード等価回路を示す。図中、Ｖ_CMはインバータ回路３４が出力する直流入力中点を基準としたコモンモード電圧、Ｃ_smはモータ８の巻線とハウジング２間の浮遊容量、３Ｃ_shはスイッチング素子１８とハウジング２間の浮遊容量、Ｌ_CM／４は各コモンモードコイル６６、６７のインダクタンス（コモンモードインダクタンス）であり、実施例では入力側コモンモードコイル６７のインダクタンスと出力側コモンモードコイル６６のインダクタンスを同一のＬ_CM／４としている。また、Ｒ_LISN／２はＬＩＳＮ３７、３８の出力端子における終端抵抗であり、Ｌ_wi、Ｌ_wo、Ｒ_wi、Ｒ_woはそれぞれ入力側及び出力側ケーブルが有するインダクタンスと抵抗である。

【0048】

図３に示すように、全てのコモンモード電流ループにコモンモードコイル６６、６７のインダクタンスが配置されるため、入出力双方のコモンモード電流を効果的に抑制することができる。即ち、一体構造のコモンモードコイル６９により、インバータ回路３４からハウジング２に流出するコモンモード電流の経路が大きなインピーダンスを有することになる。また、実施例のコモンモードコイル６９では、入出力の５線６７Ｈ、６７Ｌ、６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗを平行にコア６８に対してペンタファイラ巻きすることで磁気結合させているので、通常のＥＭＩフィルタに比して、接続しなければならないコモンモードコイルのインダクタンス（コモンモードインダクタンス）を４分の１に削減することが可能となる。

【0049】

即ち、通常のＥＭＩフィルタで必要なコモンモードインダクタンスを得るために、入力側のコモンモードコイルと出力側のコモンモードコイルとしてＬ_CMのインダクタンスのものを接続しなければならなかった場合、本発明の如く出力側コモンモードコイル６６と入力側コモンモードコイル６７を磁気結合させれば、それぞれＬ_CM／４のインダクタンスのものを用いて上記必要なコモンモードインダクタンスを得ることができるようになる。

【0050】

図５のＬ１００はインバータ回路３４の出力部のみに三相コモンモードコイルを挿入した場合のインピーダンスの周波数特性を示し、Ｌ１は図４のコモンモードコイルの場合のインピーダンスの周波数特性を示す。この図より、高周波以外では両者は略等しいことが分かる。

【0051】

次に、図６中の（ａ）は図１の高電圧回路６４のノイズ測定結果を示し、横軸は周波数、縦軸はノイズである。また、Ｌ１０１はインバータ回路３４の出力部にコモンモードコイルを入れない場合、Ｌ１０２はインバータ回路３４の出力部のみに三相コモンモードコイルを挿入した場合、Ｌ２は図４のコモンモードコイル６９の場合を示している。また、図７中の（ｂ）は、改善差違：Ｌ１０２－Ｌ２を示している。

【0052】

図７中の（ａ）は図１の低電圧回路６３のノイズ測定結果を示し、横軸は周波数、縦軸はノイズである。また、Ｌ１０３はインバータ回路３４の出力部にコモンモードコイルを入れない場合、Ｌ１０４はインバータ回路３４の出力部のみに三相コモンモードコイルを挿入した場合、Ｌ３は図４のコモンモードコイル６９の場合を示している。また、図７中の（ｂ）は、差違：Ｌ１０４－Ｌ３を示している。

【0053】

図６（ｂ）、図７（ｂ）は０より大きい程、ノイズが改善されていることを意味する。図６（ｂ）から明らかな如く、図４の実施例のコモンモードコイル６９の場合、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６の磁気結合で、高電圧回路６４のノイズが改善されている。また、図７（ｂ）から明らかな如く、低電圧回路６３のノイズも改善されている。これは高電圧回路６４のノイズ改善で、低電圧回路６３に及ぼす影響が抑制されたものと考えられる。

【0054】

以上のように本発明によれば、インバータ回路３４の単相入力部に挿入された入力側コモンモードコイル６７と、インバータ回路４５の三相出力部に挿入された出力側コモンモードコイル６６を設け、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６を、共通コア６８の一体構造としたので、ノイズ発生源であるインバータ回路４５の入力側と出力側を磁気結合し、インピーダンスを高くすることができる。

【0055】

これにより、モータ８とハウジング２間の浮遊容量、及び、インバータ回路３４のスイッチング素子１８とハウジング２間の浮遊容量を介して流出する全てのコモンモード電流を抑制し、コモンモードノイズの大幅な低減を図ることができるようになる。

【0056】

また、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６を磁気結合させているので、コア６８が一つのみで対応可能であり、ターン数も削減できる。これにより、インバータ装置１６がハウジング２のインバータ収容部６に収容され、小型化が必要な電動圧縮機１にとっては極めて優位なこととなる。更に、ノイズをハウジング２に漏らさない源流の対策であるので、高周波ノイズの抑制効果が高いものとなる。

【0057】

特に、図１１の従来例の如くインバータ回路１００において、三相出力のＬＣフィルタ回路のバイパスコンデンサ１０１の中点と入力フィルタ回路のバイパスコンデンサ１０２の中点を直接接合する回路を本発明では有さず、且つ、本発明では一体構造のコモンモードコイル６９により、インバータ回路３４から流出するコモンモード電流の経路が大きなインピーダンスを有する構造としたので、ノイズ低減効果を維持しつつ、沿面距離を必要とする多数のコンデンサを削除して、更なる小型化を図ることができるようになる。

【0058】

また、実施例では入力側コモンモードコイル６７の正極側と負極側の二線、及び、出力側コモンモードコイル６６のＵＶＷ相の三線を、平行にコア６８に対してペンタファイラ巻きしているので、インバータ回路３４の入力側と出力側のコモンモードコイルを効果的に磁気結合することができるようになる。

【0059】

尚、実施例では入力側コモンモードコイル６７のインダクタンスと出力側コモンモードコイル６６のインダクタンス（コモンモードインダクタンス）を同一のＬ_CM／４としたが、それに限らず、入力側コモンモードコイル６７と出力側コモンモードコイル６６が、異なるインダクタンス（コモンモードインダクタンス）を有するようにしてもよい。即ち、インバータ回路３４の入力側のインピーダンスのみを増加させるために入力側コモンモードコイル６７の巻回数を増やしてコモンモードインダクタンスを増加させてもよく、或いは、出力側のインピーダンスのみを増加させるために出力側コモンモードコイル６６の巻回数を増やしてコモンモードインダクタンスを増加させてもよい。

【0060】

また、実施例ではＤＣ３００Ｖ程の高電圧バッテリから成る高電圧電源４１と、ＤＣ１２Ｖ程のバッテリから成る低電圧電源４２を設け、この低電圧電源４２から高電圧回路６４側の直流電圧（ＨＶ１５Ｖ、ＨＶ５Ｖ）を生成する場合で説明したが、それに限らず、高電圧電源４１から直接高電圧回路６４側の直流電圧（ＨＶ１５Ｖ、ＨＶ５Ｖ）を生成するようにしてもよい。

【0061】

更に、実施例では電動圧縮機のモータを駆動するインバータ装置で本発明を説明したが、請求項１及び請求項２の発明ではそれに限らず、モータを駆動する種々のインバータ装置に適用可能である。更に、実施例で示した具体的な構成や数値はそれに限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【符号の説明】

【0062】

１ 電動圧縮機
２ ハウジング
３ 仕切壁
６ インバータ収容部
８ モータ
１６ インバータ装置
１７ 基板
１８ スイッチング素子
３４ インバータ回路
３６ 制御回路
４１ 高電圧電源
４２ 低電圧電源
６６ 出力側コモンモードコイル
６６Ｕ Ｕ相線
６６Ｖ Ｖ相線
６６Ｗ Ｗ相線
６７ 入力側コモンモードコイル
６７Ｈ 正極線
６７Ｌ 負極線
６８ コア
６９ コモンモードコイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】