CN102783014A - 功率变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功率变换装置，其在满足安全性的基础上实施在特定的开关元件中流过恒定电流的控制，可以进行更准确的开关元件的寿命判定，并且可以减少温度检测器的数量。为了解决上述课题，本发明设置了使制动装置动作或者确认制动机构正在动作的机构，在制动机构的制动转矩的范围内，在旋转坐标系的d轴和q轴上流过电流，对希望的元件提供希望的电流。而且，限于在上侧焊锡层的龟裂或线焊的剥落容易发生的部分的芯片和下侧焊锡层的龟裂容易发生的芯片中安装温度检测器。根据本发明，即使用少量的温度检测器也可以进行半导体模块的准确的寿命评价。

Description

功率变换装置

技术领域

本发明涉及功率变换装置，特别涉及用电动机驱动移动体的功率变换装置。

背景技术

在专利文献1记载的功率变换装置中，为了判定在混合动力型车辆中搭载的功率变换装置的功率用半导体元件的寿命，在驱动车辆前驱动功率晶体管，以便以预定期间向电动机供给预定值的电流。而且，运算功率晶体管的热阻值，并基于该热阻值来判定寿命。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2003-9541号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中，作为电流指令，通过流过不产生转矩的电流（d轴电流）来进行寿命判定，因此，根据电动机的磁极位置，能够测定的开关元件变动，因此，难以在特定的开关元件中流过恒定的电流。另外，磁极位置的状态不定，因此，根据条件有时产生几乎无法实施评价的开关元件。另外，记载了仅根据旋转坐标系的d轴的指令，对通过磁极位置选择的固定坐标系（UVW相）的元件流过电流，但是在磁极位置的状态不定的条件下难以始终流过恒定的电流值，针对评价判定的误差有可能增大。而且，根据磁极位置选择能够测定的开关元件，因此，认为前提是在全部开关元件中安装温度检测器，存在成本增加、装置安装复杂的问题。

本发明的目的在于提供一种功率变换装置，其在确保安全性的基础上实施在特定的开关元件中流过恒定电流的控制，可以进行更准确的开关元件的寿命判定，并且可以削减温度检测器的数量。

用于解决课题的手段

为了达成上述课题，本发明提供一种功率变换装置，设置有：逆变器主电路、通过该逆变器主电路驱动的电动机、用于制动该电动机的制动装置、运算用于驱动所述逆变器主电路的指令值的控制电路、使所述制动装置动作或者确认所述制动装置正在动作的机构、检测在所述逆变器主电路中安装的开关元件的温度的温度检测器，所述功率变换装置的特征在于，在使所述制动装置动作的状态下，从所述控制电路向所述逆变器主电路提供对特定的相流过预定电流的指令，使电流从所述逆变器主电路流向所述电动机，根据通过所述温度检测器检测出的温度信息评价所述开关元件的寿命。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，所述温度检测器是构成所述逆变器主电路的模块内的中央部芯片和位于最外周部的芯片这两个芯片。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，流过所述预定电流的相是包含所述温度检测器检测温度的芯片的相，预定电流的大小与相的差异无关而为恒定值。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，构成所述逆变器主电路的元件模块是安装了逆变器的全部三相的量的开关元件的6合1形态的模块，控制功率变换装置的驱动，使得在稳定状态下各相发生大致均等的损失。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，检测出的温度值或温度上升值，在相对于正常时的履历增大预定量以上时，或者超过了预定的基准温度值或基准温度上升值时，显示在显示装置中，或者发送到管理中心。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，检测出的温度值或温度上升值，在相对于正常时的履历大于预定量以上时，或者超过了预定的基准温度值或基准温度上升值时，限制逆变器主电路的输出功率。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，在移动体运转前、或者实施了预定的运转后的停止状态、或者预定时刻实施所述开关元件的寿命评价。

另外，为了达成上述课题，本发明提供一种功率变换装置，具备：逆变器主电路、通过所述逆变器主电路驱动的电动机、用于制动该电动机的制动装置、运算用于驱动所述逆变器主电路的指令值的控制电路、使所述制动装置动作或者确认所述制动装置正在动作的机构、在所述逆变器主电路中安装的开关元件的端子间的电压检测器，所述功率变换装置的特征在于，在使所述制动装置动作的状态下，从所述控制电路向所述逆变器主电路提供对连接有所述电压检测器的相流过预定电流的指令，使电流从所述逆变器主电路流向所述电动机，根据通过所述电压检测器检测出的电压信息来评价所述开关元件的寿命。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，根据通过所述电压检测器检测出的电压运算热阻值，当运算出的热阻值相对于正常时的履历大于预定量以上时，或者超过了预定的基准热阻值时，显示在显示装置中，或者发送到管理中心。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，根据通过所述电压检测器检测出的电压运算热阻值，当运算出的热阻值相对于正常时的履历大于预定量以上时，或者超过了预定的基准热阻值时，限制逆变器主电路的输出功率。

而且，本发明的特征在于，在功率变换装置中，在移动体运转前、或者实施了预定的运转后的停止状态、或者预定时刻实施所述开关元件的寿命评价。

发明的效果

根据本发明，提供一种功率变换装置，其在确保安全性的基础上实施在特定的开关元件中流过恒定电流的控制，由此实现更准确的开关元件的寿命判定，并且削减了温度检测器的数量。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的结构图。

图2是表示第一实施例中的元件模块内的芯片配置的例子的图。

图3是图2的虚线部分的截面图。

图4是与速度指令对应的结温度和芯片下温度的例子。

图5是表示半导体元件的周期寿命特性的一例的图。

图6是第一实施例中的主电路逆变器控制的框图。

图7是第一实施例中的寿命评价的流程图。

图8是第一实施例中的寿命判定的例子。

图9是表示本发明的第二实施例的结构图。

图10是第二实施例中的寿命评价的流程图。

图11是第二实施例中的寿命判定的例子。

图12是在电梯中使用第一实施例或第二实施例的情况下的例子。

图13是在电动汽车中使用第一实施例或第二实施例的情况下的例子。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

实施例1

图1是本发明的第一实施例的功率变换装置，由以下各部构成：逆变器主电路101；通过所述逆变器主电路101驱动的电动机102；用于制动所述电动机102的制动装置103；检测所述电动机102的磁极位置以及旋转速度的旋转式编码器104；检测从所述逆变器主电路101向所述电动机102输出的电流的电流检测器105；实施利用来自所述旋转式编码器104的磁极位置信号以及来自所述电流检测器105的电流信号来控制所述逆变器主电路101的运算的控制电路106；实施所述制动装置103的动作/解除的制动器电路107；根据从所述逆变器主电路101输出的开关元件的信息评价其寿命的寿命评价电路108。在逆变器主电路101中使用了元件模块109，在第一实施例中使用了将输出的3相（UVW相）的6个开关元件搭载在一个模块中的所谓的6合1模块。

图2是表示图1中的元件模块109的内部的芯片配置例的图。逆变器主电路的各相是串联连接了由IGBT、晶体管、MOS-FET等开关部分和二极管部分构成的开关元件的结构。例如，图1的U相正极侧的开关元件109UP如图2的虚线部分所示，由搭载了开关部分的芯片Tup和二极管部分的芯片Dup的基板构成，成为与同样构成的U相负极侧的搭载了开关部分的芯片Tun和二极管部分的芯片Dun的基板电气串联连接的结构。另外，关于V相正极侧的搭载了开关部分的芯片Tvp和二极管部分的芯片Dvp的基板以及V相负极侧的搭载了开关部分的芯片Tvn和二极管部分的芯片Dvn的基板、W相正极侧的搭载了开关部分的芯片Twp和二极管部分的芯片Dwp的基板以及V相负极侧的搭载了开关部分的芯片Twn和二极管部分的芯片Dwn的基板，也同样分别成为串联连接的结构。在图2中，以在左侧配置U相，在中央配置V相，在右侧配置W相的结构为例。

图3是图2的虚线部分（搭载了开关部分的芯片Tup和二极管部分的芯片Dup的基板部分）的截面图的例子，在开关部分的芯片Tup以及二极管部分的芯片Dup的下部经由上侧焊锡层114a连接了金属图案111a。而且，金属图案111a经由绝缘基板112a与金属图案111b连接，金属图案111b成为经由与全部基板连接的绝缘基板112b、下侧焊锡层114b与金属底板113连接的层叠构造。另外，开关部分的芯片Tup以及二极管部分的芯片Dup通过金属导线115与金属图案连接。

开关元件的劣化现象，主要由于逆变器的运转/停止的重复所引起的温度变化，例如在金属底板113和下侧焊锡层114b中由于金属间的热膨胀率的差异而产生应力，如图3的下侧焊锡层114b那样产生裂纹。同样地，由于芯片上的温度变化，如图3的上侧焊锡层114a那样产生裂纹，或者发生金属导线115的剥落。这些裂纹现象或剥落现象导致散热的恶化，因此，温度变化量进一步增加，导致芯片损坏。

图4是与速度指令对应的结温度和芯片下温度的例子。在此，结温度是芯片的温度，芯片下温度是芯片正下部分的金属底板113的温度。结温度，热变化的时间常数小，因此，在速度增加的加速区域（输出转矩大，流过比较大的电流的区域）温度增加，在恒定速度区域以及减速区域温度降低。另一方面，芯片下温度，由于一般与热容量大的散热片等散热部件连接，因此热时间常数增大，在运转过程中温度慢慢增加。热时间常数大，温度的上升变缓慢，反之，停止时的温度的下降也变缓慢。因此，在运转和停止频繁连续的情况下，在停止时在芯片下温度下降到原来的温度之前改为上升，温度随着时间经过而上升。而且，以该上升量增加的形态，结温度的峰值也增加。一般来说，结温度的变化量ΔTj影响上侧焊锡层114a的裂纹或金属导线的剥落，芯片下温度的变化量ΔTc影响下侧焊锡层114b。图5是表示半导体元件的周期寿命特性的一例的图。开关元件的寿命与结温度的变化量ΔTj以及芯片下温度的变化量ΔTc成反比例地缩短。

在着眼于下侧焊锡层114b的裂纹时，由于应力应变的关系，具有从下侧焊锡层114b的外周部分向中央发展的倾向。因此，从接近外周部的芯片（在图2的例子的情况下相当于Dup、Dun、Dwp、Dwn）散热不断恶化，相应的芯片上的温度上升增大。另一方面，在着眼于上侧焊锡层114a的裂纹或金属导线115的剥落时，容易从中央的芯片发生。其主要原因在于，逆变器的主电路自身一般各相都均等地发生热损失，但是在图2的芯片配置中受到其它相的发热的热干扰的影响，因此在金属底板113上中央部分成为最高温。其结果，中央部分的芯片部分（在图2的例子的情况下相当于Tvp、Tvn）的上侧焊锡层114a的裂纹或金属导线115的剥落变得显著。在上侧焊锡层114a的裂纹发生的情况下，与下侧焊锡层114b的情况同样地发生散热的恶化，因此，相应芯片的温度上升。另外，在金属导线115剥落的情况下电阻量也增加，因此，发生相应芯片的温度上升。因此，如图2所示，通过仅在中央部分的芯片和最外周部分的芯片上连接温度检测用二极管或热电偶等温度检测器110a、110b来评价温度，可以检测出下侧焊锡层114b的劣化以及上侧焊锡层114a的劣化/金属导线115的剥落最显著的部分。

接着，说明第一实施例中的逆变器主电路101的控制。图6是第一实施例中的主电路逆变器控制的框图。在图6中，通过3相/2相变换部116把从电流检测器5得到的固定坐标系的各相（uvw相）的电流信号变换为旋转坐标系（dq相）的信号（Idf，Iqf）。旋转坐标系的d轴和q轴垂直，一般来说，d轴成为处理电动机的励磁成分的轴，q轴成为处理电动机的转矩成分的轴。即，在电动机102的控制中，通过变换为旋转坐标系能够独立地控制励磁和转矩。为使所述旋转坐标系的信号（Idf，Iqf）跟踪电流指令值（Id^*，Iq^*），将各自的差分输入d轴电流控制系统117d以及q轴电流控制系统117q。而且，通过将其输出结果（旋转坐标系中的电压指令）输入2相/3相变换部118，变换为固定坐标系，通过脉冲宽度调制变换部119生成控制了脉冲宽度的矩形波脉冲，作为逆变器主电路101的各元件的电压指令。

为了实施准确的温度评价，有必要对特定的开关元件始终流过恒定的电流来进行评价。即，用于使在固定坐标系的特定的相的半导体开关中流过恒定电流的旋转坐标系中的电流指令值（Id^*，Iq^*）的决定方法是重要的。在[式1]中表示旋转坐标系和固定坐标系的关系式。

[数学式1]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Id}\\ \mathrm{iq}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θ}& -\frac{1}{2}\cos \mathrm{\θ}+\frac{\sqrt{3}}{2}\sin \mathrm{\θ}& -\frac{1}{2}\cos \mathrm{\θ}-\frac{\sqrt{3}}{2}\sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \frac{1}{2}\sin \mathrm{\θ}+\frac{\sqrt{3}}{2}\cos \mathrm{\θ}& \frac{1}{2}\sin \mathrm{\θ}-\frac{\sqrt{3}}{2}\cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{iu}\\ \mathrm{iv}\\ \mathrm{iw}\end{array}\right]$

$=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{c}\mathrm{iu}\cos \mathrm{\θ}+\mathrm{iv}\cos (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})+\mathrm{iw}\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ -\mathrm{iu}\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{iv}\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})-\mathrm{iw}\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]$ [式1]

在[式1]中，θ是电动机102的磁极位置。在此，假定对图2中的V相的元件进行评价，对V相输出流过恒定电流量Iconst的情况下，例如将返回U相、V相的电流分别设为-Iconst/2并代入[式1]时，得到[式2]。

[数学式2]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Id}\\ \mathrm{iq}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\mathrm{Iconst}\left[\begin{array}{c}-\frac{1}{2}\cos \mathrm{\θ}+\cos (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})-\frac{1}{2}\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ \frac{1}{2}\sin \mathrm{\θ}-\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})+\frac{1}{2}\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]$ [式2]

因此，通过基于[式2]来设定图6的电流指令值（Id^*，Iq^*），能够对V相流过希望的电流。另外，通过同样的计算，对于U相或者W相也可以流过希望的电流。

但是，在[式2]中对转矩轴（q轴）也流过电流，因此，有可能电动机旋转并使移动体动作。因此，在本发明中，通过图1的制动器电路107使电动机102的制动装置动作或者确认制动机构正在动作，在制动装置正在动作的条件下给出[式2]的指令使流过希望的电流。由此，具有可以在确保了安全性的基础上使希望的相的元件流过希望的电流的效果。另外，通过由[式1]、[式2]给出的电流发生的转矩，当然在制动装置103的制动转矩的范围内。

接着，说明在图2的各相的芯片中流过的电流。在[式2]中可以控制V相的输出电流，但是例如在设定为使电流从逆变器主电路101向电动机102方向流过的情况下，包括流过正极侧的开关部分的芯片Tvp的情况、和流过负极侧的开关部分二极管部分的芯片Dwp的情况。通过用脉冲宽度给出的电压指令值的占空比来对其进行分配。在第一实施例中，通过制动装置103将电动机102设为锁定状态，因此，在电动机中不产生感生电压。即，由于用制动装置103制动的效果，指令电压的振幅变得极小，占空比大体为50％，即在正极侧的开关部分的芯片Tvp和负极侧的开关部分二极管部分的芯片Dwp中实际流过Iconst/2的电流（严格来说，根据磁极位置θ在占空比中产生微小的波动，但对寿命推定的影响极小）。

接着，通过图7的第一实施例中的寿命评价的流程图来说明寿命评价的一系列动作。首先，在开始后，在步骤120中驱动制动装置103。在此，通过图1的制动器电路107切实地驱动制动装置或者确认制动装置正在驱动。接着，通过框121确认电动机102的磁极位置。这可以通过图1的旋转式编码器104来检测。接着，通过步骤122，通过[式1]、[式2]的运算来运算电流指令值，通过步骤123使在成为对象的相中流过电流。在此，流过电流的相，对于上侧焊锡层114a的裂纹以及金属导线115的剥落的评价来说是V相，对于下侧焊锡层114b的裂纹的评价来说是安装了温度检测器110a的相（图2的情况下是W相）。接着，通过步骤124，使用温度检测器110a或者温度检测器110b实施温度检测，在步骤125中通过图1的寿命评价电路108进行寿命判断。

图8是第一实施例中的寿命判定的例子。在流过恒定的输出相电流的情况下，温度根据流通时间而增加。在异常时如前所述，散热恶化，因此，相对于正常时温度显著增加。输出电流的振幅越大或者导通时间越长，正常时和异常时的差异变得越显著。如图8所示，根据指令值发生的转矩在制动装置的制动转矩以下的范围内，尽可能大的设定电流振幅，由此具有能够缩短评价时间的效果。在图1的寿命评价电路108中，相对于以预定时间提供预定振幅的电流的情况下的正常时的温度或者温度上升值的履历，在达到预定量以上的温度时或者有温度上升时视为异常。另外，在通过温度检测器检测出的温度或者温度的上升值超过了预先设定的基准温度或者基准上升温度时视为异常。在判断为异常的情况下输出异常信号，如图1所示，使显示装置显示异常状态，或者向管理中心等报告异常信号，并且，在控制电路中实施进行施加了限制的运转（例如将输出电流限制为预定值以下等）等的处理。

此外，在第一实施例中，以将全部相的开关元件搭载在1个模块中的6合1模块作为对象，但是，在1个模块内并联连接开关元件的结构的1合1模块或2合1模块中也能够通过同样的方法进行寿命判定。

在这种情况下，位于中央部和最外周部的芯片为相同相，因此，通过对想要实施评价的相实施图7的流程图的处理，能够同时进行上侧焊锡层114a的裂纹以及金属导线115的剥落的评价以及下侧焊锡层114b的裂纹的评价。在本发明中能够对每1个模块用最低2个温度检测器极其准确地实施寿命判断。

另外，在第一实施例中，使用旋转式编码器104检测电动机102的磁极位置，但是，例如在不使用旋转式编码器104而利用电动机102的电感的显极性等根据电动机电流信息推定磁极位置的、使用了无位置传感器方式的系统中，当然也可以应用本发明。

实施例2

图9是本发明的第二实施例的功率变换器，是在第一实施例中的逆变器主电路101中，在被测定对象的开关元件（图9中如第一实施例所示，位于劣化最剧烈的中央部分的V相的正极侧的开关元件）上连接了用于检测集电极-发射极间电压的电压检测器126的结构。在第二实施例的结构中，可以不使用第一实施例的温度检测器110b地实施上侧焊锡层114a的裂纹以及金属导线115的剥落的评价。图10是第二实施例中的寿命评价的流程图。首先，与图7的第一实施例的情况相同，通过框127驱动制动装置103，通过框128确认电动机的磁极位置。通过[式1]、[式2]的运算来运算电流指令值。但是，在第二实施例中给出的电流指令值，如图11的第二实施例中的寿命判定的例子所示，提供矩形波状的电流（在图11中，首先流过小电流，然后在脉冲状地以一定时间流过大电流后切换为小电流）。这可以通过使[式1]、[式2]中的Iconst的值随时间变化来实现。接着，通过框130以流过所述电流指令的方式使逆变器主电路动作，通过框131用电压检测器126检测电压。这种情况下的检测电压如图11所示，在流过大电流的状态下电压上升。接着，在框132的寿命判断框中，通过寿命评价电路108根据检测出的电压的差分ΔVce来运算热阻成分。即，在发生了上侧焊锡层114a的裂纹以及金属导线115的剥落的情况下，热阻成分增大，使得电压的差分ΔVce增加。在寿命评价电路108中，相对于以预定时间提供预定的电流的情况下的热阻值的履历，当达到预定量以上的热阻值时视为异常。或者，在运算出的热阻值超过预先设定的基准热阻值时视为异常。在判断为异常的情况下，与第一实施例同样地输出异常信号，使显示装置显示异常状态，或者报告给管理中心等。而且，在控制电路中实施进行施加了限制的运转等的处理。在本发明中具有可以不使用温度检测器而通过电压检测来实施寿命评价的效果。

第一实施例或第二实施例的寿命评价，在移动体的运转前或实施了预定的运转后的停止状态下实施。由此可以防止对移动体的动作造成妨碍。或者，也可以是以天为单位或以周为单位等在成为预定时刻的情况下（例如在午夜中的不使用的时刻）实施处理的形态。

图12是将第一实施例或第二实施例应用于电梯的驱动系统的情况下的例子。在电动机102上连接钢丝绳滑车133，使轿厢134以及配重135升降。在这种情况下，通过制动器电路107确认制动装置103正在动作，控制电路106向逆变器主电路101提供指令以便流过预定的电流。而且，通过寿命评价电路108实施逆变器主电路101内的元件的寿命判断，在判断为异常时向管理中心报告。在图12的情况下，制动装置103正在动作，因此，即使在逆变器主电路101中流过评价用的电流，轿厢134也不动作。另外，在电梯的情况下，可以在深夜等利用者少的时间段实施寿命评价的处理。或者，也可以作为远程诊断动作的一个环节来实施。而且，不仅是电梯，也能够应用于起重机等的系统中。

图13是将第一实施例或第二实施例用于电动汽车的情况下的例子。作为电动汽车136的驱动系统使用了功率变换器，是在电动机102上连接了轮胎137的结构。在这种情况下，通过制动器电路107使制动装置103强制动作或者确认制动装置103正在动作。这种情况下的制动装置与使脚踏式制动器138动作的情况同样地提供制动转矩。并且，在制动装置103正在动作的条件下，控制电路106对逆变器主电路101提供指令以便流过预定的电流。而且，通过寿命评价电路108实施逆变器主电路101内的元件的寿命判断，当判断为异常时使显示监视器显示来催促利用者进行修理等，或者用无线等报告给电动汽车的管理中心等，而且能够在控制电路中实施进行施加了限制的运转等的处理。在图13的情况下，制动装置103也正在动作，因此，即使在逆变器主电路101中流过评价用的电流，电动汽车136也不动作。另外，在电动汽车136的情况下也可以在运转前实施评价。另外，图13以电动汽车为例进行了记载，但是即使是混合动力汽车、二轮车、电动建筑机械等也当然可以应用本发明。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不变更其主旨的范围内，当然可以进行各种变形来实施。

产业上的可利用性

本发明能够应用于工业上的一般的功率变换装置，特别能够应用于用电动机驱动移动体的功率变换装置。

符号说明

101逆变器主电路

102电动机

103制动装置

104旋转式编码器

105电流检测器

106控制电路

107制动器电路

108寿命评价电路

109元件模块

109UP U相正极侧开关元件

110a、110b温度检测器

111a、111b金属图案

112a、112b绝缘基板

113金属底板

114a上侧焊锡层

114b下侧焊锡层

115金属导线

126电压检测器

133钢丝绳滑车

134轿厢

135配重

136电动汽车

137轮胎

138脚踏式制动器

Claims (14)

1.一种功率变换装置，其设置有：逆变器主电路、通过该逆变器主电路驱动的电动机、用于制动该电动机的制动装置、运算用于驱动所述逆变器主电路的指令值的控制电路、使所述制动装置动作或者确认所述制动装置正在动作的机构、检测在所述逆变器主电路中安装的开关元件的温度的温度检测器，所述功率变换装置的特征在于，

在使所述制动装置动作的状态下，从所述控制电路向所述逆变器主电路提供对特定的相流过预定电流的指令，使电流从所述逆变器主电路流向所述电动机，根据通过所述温度检测器检测出的温度信息评价所述开关元件的寿命。

2.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，

在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

3.根据权利要求2所述的功率变换装置，其特征在于，

所述温度检测器是构成所述逆变器主电路的模块内的中央部芯片和位于最外周部的芯片这两个芯片。

4.根据权利要求2所述的功率变换装置，其特征在于，

流过所述预定电流的相是包含所述温度检测器检测温度的芯片的相，预定电流的大小与相的差异无关而为恒定值。

5.根据权利要求3所述的功率变换装置，其特征在于，

构成所述逆变器主电路的元件模块是安装了逆变器的全部三相的量的开关元件的6合1形态的模块，控制功率变换装置的驱动，使得在稳定状态下各相发生大致均等的损失。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

检测出的温度值或温度上升值，在相对于正常时的履历大于预定量以上时，或者超过了预定的基准温度值或基准温度上升值时，显示在显示装置中，或者发送到管理中心。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

检测出的温度值或温度上升值，在相对于正常时的履历增大预定量以上时，或者超过了预定的基准温度值或基准温度上升值时，限制逆变器主电路的输出功率。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

在移动体运转前、或者实施了预定的运转后的停止状态、或者预定时刻实施所述开关元件的寿命评价。

9.一种功率变换装置，其具备：逆变器主电路、通过所述逆变器主电路驱动的电动机、用于制动该电动机的制动装置、运算用于驱动所述逆变器主电路的指令值的控制电路、使所述制动装置动作或者确认所述制动装置正在动作的机构、在所述逆变器主电路中安装的开关元件的端子间的电压检测器，所述功率变换装置的特征在于，

在使所述制动装置动作的状态下，从所述控制电路向所述逆变器主电路提供对连接有所述电压检测器的相流过预定电流的指令，使电流从所述逆变器主电路流向所述电动机，根据通过所述电压检测器检测出的电压信息来评价所述开关元件的寿命。

10.根据权利要求9所述的功率变换装置，其特征在于，

在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

11.根据权利要求9所述的功率变换装置，其特征在于，

在使所述制动装置动作的状态下对特定的相流过的预定电流是混合了励磁电流成分和转矩电流成分的电流，所述电动机通过该混合电流产生的转矩比所述制动装置的制动转矩小。

12.根据权利要求9至11中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

根据通过所述电压检测器检测出的电压运算热阻值，当运算出的热阻值相对于正常时的履历大于预定量以上时，或者超过了预定的基准热阻值时，显示在显示装置中，或者发送到管理中心。

13.根据权利要求9至11中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

根据通过所述电压检测器检测出的电压运算热阻值，当运算出的热阻值相对于正常时的履历增大预定量以上时，或者超过了预定的基准热阻值时，限制逆变器主电路的输出功率。

14.根据权利要求9至13中任意一项所述的功率变换装置，其特征在于，

在移动体运转前、或者实施了预定的运转后的停止状态、或者预定时刻实施所述开关元件的寿命评价

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