Uso de un núcleo magnético en un dispositivo convertidor de corriente para un vehículo eléctrico.

Uso de un nudeo magnetico (70) de un aparato de conversion de corriente (100) para un vehiculo electrico que connprende:

una unidad convertidora

(20) que esta configurada como un convertidor de ties niveles y convierte una corriente electrica alterna en una corriente electrica continua;

una unidad inversora (60) que esta configurada como un inversor de tres niveles y convierte la corriente electrica continua en una corriente electrica alterna y suministra la corriente electrica alterna prevista a un motor electrico que impulsa un vehiculo electrico;

una carcasa (80), dispuesta bajo el suelo del vehiculo, que aloja la unidad convertidora (20) y la unidad inversora (60) y una parte de la cual esta conectada a tierra; y

el nucleo magnetico (70) que se dispone dentro de la carcasa (80), donde la unidad convertidora (20) esta provista de condensadores de aplanamiento (24P, 24N) y la unidad inversora (60) esta provista de condensadores de aplanamiento (64P, 64N) , y

el nucleo magnetic° (70) esta dispuesto entre los condensadores de aplanamiento (24P, 24N) de la unidad convertidora (20) y los condensadores de aplanamiento (64P, 64N) de la unidad inversora (60), de manera que ties conductores de conexion (P, C, N) que conectan la unidad convertidora (20) y la unidad inversora (60) pasan a traves del nude° magnetico (70), y

donde el nudeo magnetico se selecciona adecuadamente dependiendo de una frecuencia de resonancia y una capacitancia parasita para reducir la corriente resonante atribuida a la capacitancia parasita y para cambiar la frecuencia de resonancia a una banda de frecuencias prevista, siendo la capacitancia parasita una capacitancia entre cada uno de los conductores de conexion y la carcasa (80), produciendose una resonancia en serie entre cada uno de los componentes de inductancia de un transformador (6) y el motor electric°, y la capacitancia parasita para cambiar la frecuencia de resonancia.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/068411.

Solicitante: MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 7-3, MARUNOUCHI 2-CHOME CHIYODA-KU TOKYO 100-8310 JAPON.

Inventor/es: YABUUCHI,Masataka, ITOH,DAISUKE, AZUMA,SATOSHI, SUGAHARA,KENGO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Transformación de una potencia de entrada en corriente... > H02M7/48 (utilizando tubos de descarga con electrodo de control o dispositivos semiconductores con electrodo de control)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE... > Propulsión eléctrica por fuente de energía exterior... > B60L9/24 (alimentados por líneas de corriente alterna)

PDF original: ES-2487615_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uso de un núcleo magnético en un dispositivo convertidor de corriente para un vehículo eléctrico CAMPO TÉCNICO

[1] La presente Invención se refiere al uso de un núcleo magnético en un aparato de conversión de corriente para un vehículo eléctrico.

ESTADO DE LA TÉCNICA

[2] La Literatura de Patente 1 es una literatura convencional ejemplar que aborda el problema del ruido o similar en un aparato de conversión de corriente para un vehículo eléctrico. Según la Literatura de Patente 1, para suprimir una fuga de una corriente armónica que fluye en el cuerpo de un vehículo a través de todas las vías formadas por un convertidor, un inversor, y un circuito de tierra, o bien se dispone un circuito de filtro en cada lado de entrada del convertidor, lado de la salida del inversor y el circuito de tierra o bien se dispone en uno del lado de entrada del convertidor y el lado de salida del inversor, y en el circuito de tierra.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMA PARA RESOLVER POR LA INVENCIÓN

[3] En un aparato de conversión de corriente para un vehículo eléctrico hay que instalar un convertidor, un inversor, y similares, que constituyen el aparato de conversión de corriente, debajo del suelo del cuerpo de un vehículo de manera suspendida. Por esta razón, en un aparato de conversión de corriente convencional para vehículo eléctrico, se prepara una carcasa con forma de caja (denominada en lo sucesivo "carcasa) para fijarla al cuerpo del vehículo, la cual se utiliza para alojar los circuitos principales del convertidor y el inversor, los conductores de conexión (barras colectoras) que conectan el convertidor y el inversor, y los condensadores de aplanamiento que se conectan entre los conductores de conexión. Además, se instala un refrigerador fuera de la carcasa para enfriar el calor generado por los elementos de conmutación del convertidor y el inversor.

[4] En el caso de un vehículo eléctrico de corriente alterna, como el lado secundario de un transformador está desconectado de la tierra, es necesario fijar la tensión a tierra actuando sobre cada dispositivo en un valor constante y conectar algún punto del circuito en el lado secundario a tierra. A este respecto, en un aparato de conversión de corriente para vehículo eléctrico configurado en la forma antes mencionada, es una práctica común conectar la carcasa a tierra.

[5] Debido a la configuración antes mencionada en un aparato de conversión de corriente convencional para vehículo eléctrico, el refrigerador que se coloca cerca de los elementos de conmutación y se conecta eléctricamente a la carcasa, pasa a ser el punto de puesta a tierra. La propiedad de un aparato de conversión de corriente de este tipo es que hay un aumento en la capacitancia parásita entre las barras colectoras de corriente continua del convertidor y el inversor, y la carcasa o el refrigerador.

[6] De manera convencional, el problema de estas capacitancias parásitas no se ha abordado como un problema importante. Por ejemplo, al revisar diversas literaturas convencionales que incluyen la solicitud de patente japonesa H9-9412, no hay ninguna discusión sobre los problemas atribuidos a la capacitancia parásita de este tipo.

[7] No obstante, los inventores de la presente invención han descubierto que se forma un circuito resonante por el componente de inductancia de un transformador o un motor eléctrico que está conectado a un aparato de conversión de corriente para vehículo eléctrico y por la capacitancia parásita, y que la corriente resonante que fluye en el circuito resonante puede actuar como fuente de ruido que genera ruido innecesario en el lado de la alimentación de energía o el lado del motor eléctrico.

[8] Por lo tanto, como explicaron anteriormente los inventores de la presente invención, si el convertidor y el inversor actúan como fuentes de ruido, entonces, dependiendo de la magnitud del ruido, hay una posibilidad de que la corriente de ruido que fluye por una línea eléctrica aérea de contacto tenga un efecto adverso en los equipos de señales de tierra, y la corriente de ruido que fluye por un cableado del motor tenga un efecto adverso en los equipos de señales del vehículo o equipos de señales de tierra. Además, a la luz de la reciente tendencia tecnológica en la que un aumento en la salida del motor se considera inevitable, es conveniente tomar algunas medidas contra el fenómeno de resonancia atribuido a la capacitancia parásita de este tipo.

[9] La Solicitud de Patente GB 231 553 da a conocer un núcleo magnético montado sobre barras colectoras de un circuito intermedio de corriente continua de un convertidor de corriente. El núcleo magnético y las barras colectoras forman parte del filtro de ruido que evita las fugas de corriente.

[1] La presente invención se ha realizado para resolver los problemas anteriores en la tecnología convencional y es un objeto de la presente invención proporcionar una tecnología que, con respecto a un aparato de conversión de corriente para vehículo eléctrico en el que un convertidor y un inversor están alojados en una carcasa, permita una reducción efectiva de la corriente resonante atribuida a la capacitancia parásita entre las barras colectoras de corriente continua del convertidor y el inversor, y la carcasa.

MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA

[11] Con el fin de resolver el problema antes mencionado y lograr el objeto, se propone el uso de un núcleo magnético tal como se define en la reivindicación 1.

EFECTO DE LA INVENCIÓN

[12] Con el uso de un núcleo magnético para un aparato de conversión de corriente para un vehículo eléctrico de la presente invención se puede suprimir una corriente de resonancia que fluye entre la unidad convertidora y la unidad inversora. Debido a esto, se hace posible reducir eficazmente la corriente resonante que se atribuye a la capacitancia parásita entre las barras colectoras de corriente continua del convertidor y el inversor, y la carcasa.

DESCRIPCION BREVE DE LOS DIBUJOS

[13]

[Fig. 1] La Fig. 1 es un esquema simplificado de un circuito de una configuración ejemplar de un aparato de conversión de corriente para un vehículo eléctrico según una realización preferida de la presente invención.

[Fig. 2] La Fig. 2 es un diagrama esquemático de un estado instalado ejemplar cuando el aparato de conversión de corriente para vehículo eléctrico ilustrado en la Fig. 1 se instala con respecto al cuerpo de un vehículo.

[Fig. 3] La Fig. 3 es un diagrama esquemático de una vía de la corriente resonante que se genera debido a la capacitancia parásita entre cada conductor de conexión y la carcasa del aparato de conversión de corriente y que se ilustra en el esquema de un circuito correspondiente a la Fig. 1.

[Fig. 4] La Fig. 4 es un diagrama esquemático para explicar otra forma de realización de la disposición de los núcleos magnéticos que es diferente de la disposición ¡lustrada en la Fig. 1

EXPLICACIONES DE LETRAS O NÚMEROS

[14]

1 línea eléctrica aérea de contacto

2 dispositivo de recogida de corriente

3 rueda

4 rail

6 transformador

9 cuerpo del vehículo

11 equipos eléctricos

unidad convertidora

22 circuito principal del convertidor

24P, 24N, 64P, 64N condensador de aplanamiento

refrigerador del convertidor 32 paleta base (unidad convertidora)

34 paleta (unidad convertidora)

refrigerador del inversor 5 52 paleta base (unidad inversora)

54 paleta (unidad inversora)

unidad inversora 62 circuito principal del inversor 7, 7a - 7d núcleo magnético 1 8 carcasa

82-84, 86-88 capacitancia parásita

9 motor eléctrico

91 -... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de un núcleo magnético (7) de un aparato de conversión de corriente (1) para un vehículo eléctrico que comprende:

una unidad convertidora (2) que está configurada como un convertidor de tres niveles y convierte una corriente 5 eléctrica alterna en una corriente eléctrica continua;

una unidad inversora (6) que está configurada como un inversor de tres niveles y convierte la corriente eléctrica continua en una corriente eléctrica alterna y suministra la corriente eléctrica alterna prevista a un motor eléctrico que impulsa un vehículo eléctrico;

una carcasa (8), dispuesta bajo el suelo del vehículo, que aloja la unidad convertidora (2) y la unidad inversora 1 (6) y una parte de la cual está conectada a tierra; y

el núcleo magnético (7) que se dispone dentro de la carcasa (8), donde la unidad convertidora (2) está provista de condensadores de aplanamiento (24P, 24N) y la unidad inversora (6) está provista de condensadores de aplanamiento (64P, 64N), y

el núcleo magnético (7) está dispuesto entre los condensadores de aplanamiento (24P, 24N) de la unidad 15 convertidora (2) y los condensadores de aplanamiento (64P, 64N) de la unidad inversora (6), de manera que tres conductores de conexión (P, C, N) que conectan la unidad convertidora (2) y la unidad inversora (6) pasan a través del núcleo magnético (7), y

donde el núcleo magnético se selecciona adecuadamente dependiendo de una frecuencia de resonancia y una capacitancia parásita para reducir la corriente resonante atribuida a la capacitancia parásita y para cambiar la 2 frecuencia de resonancia a una banda de frecuencias prevista, siendo la capacitancia parásita una capacitancia entre cada uno de los conductores de conexión y la carcasa (8), produciéndose una resonancia en serie entre cada uno de los componentes de inductanda de un transformador (6) y el motor eléctrico, y la capacitancia parásita para cambiar la frecuencia de resonancia.