CN106716822A - 多相交流电动机驱动用逆变器装置 - Google Patents

多相交流电动机驱动用逆变器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106716822A
CN106716822A CN201480081758.0A CN201480081758A CN106716822A CN 106716822 A CN106716822 A CN 106716822A CN 201480081758 A CN201480081758 A CN 201480081758A CN 106716822 A CN106716822 A CN 106716822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch element
circuit
motor
phase
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480081758.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106716822B (zh
Inventor
川野佑
冈上卓弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN106716822A publication Critical patent/CN106716822A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106716822B publication Critical patent/CN106716822B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0243—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a broken phase
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/084—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters using a control circuit common to several phases of a multi-phase system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

虽然存在对每相的臂电路的故障进行检测并且仅利用正常相进行运行的技术，但会产生由故障相的闭合电路导致产生制动转矩的问题，本发明的多相交流电动机驱动用逆变器装置中，在连接至逆变器电路的电源线上设有第1电源用开关元件(15)，对逆变器电路的臂电路的每一相设有第2电源用开关元件(35)，对从各相的输出路径设有电动机继电器用开关元件(34)，由此能所述第1电源用开关元件(15)及第2开关元件(35)的寄生二极管设为方向特性不同的二极管以防止形成闭合电路。

Description

多相交流电动机驱动用逆变器装置
技术领域
本发明涉及多相交流电动机驱动用逆变器装置，尤其涉及能应对逆变器电路中产生故障的情况的多相交流电动机驱动用逆变器装置。
背景技术
多相交流电动机在各种情况下使用，例如，电动助力转向装置也是其中之一。利用多相交流电动机驱动用逆变器装置来控制提供至多相交流电动机的功率。以下，作为多相交流电动机，以三相交流电动机为一示例来进行说明。电动助力转向装置用于减轻驾驶员进行转向时的转向转矩，由电源、电动机、传感器、三相交流电动机驱动用逆变器装置及控制装置相组合而成，利用传感器来检测驾驶员的转向转矩的旋转角速度的方向及大小，利用三相交流电动机驱动用逆变器装置来将电源的功率转换成所需大小的功率，并提供至电动机，将电动机的辅助转矩施加于转向转矩。
使用三相交流电动机驱动用逆变器装置的电动助力转向装置中，以往假定在电动机或逆变器装置中产生了故障的情况，研究出了各种对策。另外，关于故障检测也提出了各种方案。在检测出故障的情况下，从整个电路结构中切断故障部分。因此，例如提出了如下方案：与电动机的U相、V相、W相的线圈相连的逆变器电路的U相、V相、W相的臂电路之间分别设有电动机继电器，在电动机发生故障的情况下，与逆变器电路切断；以及在逆变器装置与电源之间设置电源继电器，来切断供电。确实，对于整体系统的故障，迅速停止电动机为一个方案，但存在如下问题：使电动机停止会使得转向特性有较大变化，在转向操作中需要较大转向力。
因此，在专利文献1中提出了如下方法：电动机的三相中仅某一相发生故障的情况下，确定发生故障的相，以将故障相以外的相作为通电相，来持续驱动电动机，并持续施加针对转向的辅助转矩。
该方法的前提有如下公开：在三相(U、V、W)的电动机线圈中仅有某一相产生通电不良的情况下，以通电不良的相以外的两相为通电相，来继续进行电动机控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-1055号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
作为假定逆变器电路的臂电路产生故障的情况的对策，提出有如下方案：关注电动机的动作，为了防止电动机转矩产生较大变动，而利用电动机继电器来切断故障相，但由于电动机继电器中具有寄生二极管，另外，为了防止逆接以及利用由于电动机旋转而产生的再生能量，有时添加二极管，因此存在如下问题：由电动机继电器的寄生二极管或所添加的二极管形成闭合电路，在电流流过该闭合电路的情况下，电动机上施加有制动转矩。
本发明为了解决产生上述制动转矩的问题而得以完成，其目的在于，提供一种多相交流电动机驱动用逆变器装置，其在逆变器电路的臂电路的一相上发生故障的情况下，通过仅切断该故障相，从而能利用剩余相来继续驱动电动机，并且仅通过添加尽可能少的元器件及对其连接方向添加条件，就能防止作为产生制动转矩的原因的闭合电路的形成。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明为了达成上述目的，具备：逆变器电路，该逆变器电路连接于电源与多相交流电动机之间，将所述电源的功率转换成多相交流电并提供给所述多相交流电动机；第1电源用开关元件，该第1电源用开关元件设置于所述电源与所述逆变器电路之间，对所述电源与所述逆变器电路之间的电路进行开关；电动机继电器用开关元件，该电动机继电器用开关元件设置于所述逆变器电路的每一相的输出点与所述多相交流电动机之间，对所述输出点与所述多相交流电动机之间的电路进行开关；第2电源用开关元件，该第2电源用开关元件从所述电源观察时位于第1电源用开关元件的下游侧，设置于所述逆变器电路的每一相；以及控制电路，该控制电路对所述第1开关元件、所述第2开关元件、所述电动机继电器用开关元件以及所述逆变器电路进行开关控制，设有在与供电方向相同的方向上与所述第1开关元件并联连接的第1二极管，并设有在与供电方向相反的方向上与所述第2开关元件并联连接的第2二极管。
另外，在将第2电源用开关元件配置于逆变器电路内的上侧的臂电路的开关元件的上游侧的情况下，将电流流入多相交流电动机的各相绕组的方向的二极管与电动机继电器用开关元件并联连接。
另外，在将第2电源用开关元件配置于逆变器电路内的下侧臂电路的开关元件的下游侧的情况下，将电流从多相交流电动机的各相绕组流出的方向的二极管与电动机继电器用开关元件并联连接。
发明效果
根据本发明，通过将电源用开关元件独立地插入各相，从而能够将发生故障的相切断，仅利用剩余相来继续进行电动机驱动，并且，通过规定与电源继电器及电动机继电器用开关元件并联连接的二极管的方向，从而能防止作为产生制动转矩的原因的闭合电路的形成。
附图说明
图1是包含实施方式1所涉及的三相交流电动机驱动用逆变器装置的电动助力转向装置的整体结构电路图。
图2是包含实施方式2所涉及的三相交流电动机驱动用逆变器装置的电动助力转向装置的整体结构电路图。
图3是包含实施方式3所涉及的三相交流电动机驱动用逆变器装置的电动助力转向装置的部分电路图。
图4是包含实施方式3所涉及的三相交流电动机驱动用逆变器装置的电动助力转向装置的部分电路图。
具体实施方式
以下，为了说明本发明所涉及的多相交流电动机驱动用逆变器装置(以下称为逆变器装置)，以使用三相交流电动机(以下称为电动机)的电动助力转向装置为例，基于附图来进行说明。此外，附图中，相同标记分别表示相同或相当的部分。
实施方式1
图1是包含本发明实施方式1的逆变器装置的电动助力转向装置的整体结构电路图。电动助力转向装置中，逆变器装置1构成为将来自搭载于车辆的电源6的电流提供至电动机2。
逆变器装置1具备逆变器电路3以及控制电路4，在电动机2上设置旋转传感器5，将由旋转传感器5检测出的信息输入至控制电路4。从电源6到逆变器电路3之间设置有使控制电路4开始动作的点火开关7；对电源6的电源线(+B、-接地)中噪音对策用的电容器及线圈；以及具有使流向逆变器电路3的电流进行导通、截止的继电器功能的第1电源用开关元件15。该第1电源用开关元件15例如为半导体元件的FET，寄生二极管在与电流的供电方向相同的方向上配置于该FET，即使错误地反接到电源6，也可以通过切断电流来进行保护。
逆变器电路3如图1所示，在电动机2的三相绕组(U、V、W)的各相的上下臂电路中分别安装有2个开关元件31U、32U，合计六个(仅U相记载了标记，其它相与U相相同，因此省略)，并且该逆变器电路3设有具有对电动机2的绕组与开关元件31U、32U之间的电路进行开关的继电器功能的电动机继电器用开关元件34U。另外，分别在U相、V相及W相的臂电路中连接有电容器30U以用于降噪。另外，在各相的臂电路中分别设有用于检测流过电动机2的电流的分流电阻33U。此外，在各相的臂电路的输入侧设有第2电源用开关元件35U。能够利用该第2电源用开关元件35U分别对每一相中输入至臂电路的电流进行导通、截止。
设置于逆变器电路3的开关元件31U、32U、以及电动机继电器用开关元件34U均为半导体元件，例如为N沟道型MOSFET，且并联连接有图示方向的寄生二极管。此外，通常，寄生二极管不在电路图上图示，但为易于理解源极与漏极的关系而有意将其记载在电路图上，由二极管的方向来表现，以代替表示源极与漏极的关系。基于来自控制电路4的指令，对分别设置于上侧及下侧的臂电路的开关元件31U、32U以及电动机继电器用开关元件34U分别进行PWM(脉冲宽度调制)控制，通过使臂电路的开关元件31U、32U进行导通、截止，能够将从直流电源6提供的直流电转换成交流，并提供至电动机2的三相。另外，在第2电源用开关元件35U由FET那样的半导体元件构成的情况下，需要将寄生二极管配置成与供电方向反向，从而在栅极截止时完全阻断电流。
逆变器装置1内的控制电路4具备：CPU10，该CPU10基于来自车速传感器、检测转向操作的转向转矩的转矩传感器等传感器8的信息，对提供至电动机2的绕组的电流用的控制量进行运算；驱动电路11，该驱动电路11对第1电源用开关元件15、设置于臂电路的各相的开关元件31U、32U、电动机继电器用开关元件34U以及第2电源用开关元件35U的开关动作进行控制；监视电路12，该监视电路12对逆变器电路3内的各部分的电压或电流进行检测；以及旋转角检测电路13，该旋转角检测电路13接收来自旋转传感器5的信号。
控制电路4中，CPU基于来自传感器8的输入信息，来运算提供至电动机2的绕组的电流，将其结果输出至驱动电路11，驱动电路11对逆变器电路3的各开关元件31U、32U、34U、35U输出信号。逆变器电路3中，基于来自驱动电路11的驱动信号对各相的开关元件31U、32U、34U、35U进行驱动，电流流过电动机2的各相的绕组。另外，利用监视电路12检测该提供来的电流值，基于与CPU10的运算值(目标值)之间的偏差来进行反馈控制。另一方面，驱动电路11对第1电源用开关元件15进行控制，并利用CPU10经由旋转传感器5、旋转角检测电路13运算电动机2的旋转位置、速度。此外，对U相进行了说明，而V相及W相也进行相同处理。
在以上构成的逆变器装置中，假定逆变器电路3的开关元件发生故障的情况，尤其是发生短路故障的情况。通过基于与电路串联连接的分流电阻33U的端子间电压来检测电流，从而检测出故障。也就是说，通过将对每一相获取到的电流值与基准值进行比较，能够确定出发生故障的相。由此确定出故障相后，通过使故障相的第2电源用开关元件35U与电动机继电器用开关元件34U截止，从而完全切断故障相。也就是说，切换连接以使得电流既不从第2电源用开关元件35U的寄生二极管流入，也不从电动机继电器用开关元件34U的寄生二极管流出，从而处于仅将发生故障的相完全阻断的状态。
例如，在确定为U相的上侧臂电路或下侧臂电路的开关元件31U或32U中的某一个发生故障，即、U相为故障相的情况下，使电动机继电器用开关元件34U与第2电源用开关元件35U截止，从而能将逆变器电路3的U相的臂电路进行电气切断。
另外，关于各相的臂电路内的电容器30U或臂电路内的布线，在发生某故障的情况下也同样使电动机继电器用开关元件34U与第2电源用开关元件35U截止，以相为单位，将故障相进行电气切断。
由此，通过使电动机继电器用开关元件34U与第2电源用开关元件35U截止，从而从逆变器电路3电气切断故障相，由此，不会形成闭合电路，能防止制动转矩的产生。
在将故障相电气切断之后，利用正常动作的剩余两相使逆变器电路工作，继续进行逆变器开关，作为两相的驱动，继续对电动机2提供电流。
实施方式2
接着，利用图2，对实施方式2进行说明。实施方式1的图1与本实施方式2的图2的不同点在于，设置于逆变器电路3内的第2电源用开关元件37U的位置与图1的第2电源用开关元件35U不同；电动机继电器用开关元件36U的寄生二极管的方向与图1的电动机继电器用开关元件34U的寄生二极管的方向不同。其他部分相同，因此附加相同标号。
本实施方式2是为了在电动机继电器用开关元件36U的寄生二极管使用与实施方式1反向的元件的情况下，对于相同目的、技术问题起到相同效果而完成的。本实施方式2中，也与实施方式1相同，在上侧或下侧的臂电路用的开关元件31U或32U短路的情况下，将U相的臂电路从电源线切断。因此，需要在电源线的上侧、下侧臂电路的开关元件31U、32U的上游或下游中的某一方插入第2电源用开关元件37U。实施方式2中，电动机继电器用开关元件36U的寄生二极管的方向是比电动机绕组更靠电流流出的方向，因此例如在下侧臂电路的开关元件32U发生短路故障的情况下，会产生经由电动机继电器用开关元件36U到下侧臂电路的开关元件32U为止的电流路径。因此，通过在下侧臂电路的开关元件32U的下游、且分流电阻33U的下游侧插入第2电源用开关元件37U，能解决该问题。然而，分流电阻33U的设置是为了检测电流，因此若存在其他方法来检测电流或检测故障部分，则分流电阻33U与第2电源用开关元件37U的位置关系未必为必要条件。
另外，将电容器30U的短路故障也考虑在内，将电容器30U的下游端与第2电源用开关元件37U的上游、即第2电源用开关元件37U与分流电阻33U的连接点相连。该结构与V相、W相相同，因此在各开关元件31U、32U、电容器30U发生短路故障时，能够仅将该相切断，从而不会构成闭合电路，因此能够继续用剩余两相来进行电动机驱动，并能避免故障相产生制动转矩。也就是说，在每相分别配置与逆变器电路3内的各相的上下臂电路的开关元件31U、32U并联的电容器。
如上所述，通过分别将第2电源用开关元件37U插入各相的电源线，从而能仅将故障相切断，利用剩余相来继续进行电动机驱动，并且通过在发生故障时进行切断，能够防止制动转矩的产生。
实施方式3
接着，对使用一个用于检测电流的分流电阻33的情况进行说明。即使是一个分流电阻33的情况下，也基于与实施方式1及实施方式2相同的思想，另外，根据第2电源用开关元35U、37U的配置位置而考虑两种情况。图3及图4中示出了一个分流电阻33，根据第2电源用开关元件35、37的不同而示出两种局部电路图。
图3如实施方式1所示那样，将第2电源用开关元件35配置于逆变器电路3的臂电路的上游侧。配置一个分流电阻33在下侧的臂电路的开关元件32的下游，将三相汇总相连。此外，电容器30的一端子与分流电阻的下游侧的接地线分别连接，以使得即使在电容器30短路时也能将该短路相切断。
同样，图4将实施方式2的第2电源用开关元件37配置于下游侧。该情况下，分流电阻33需要配置于最上游侧。也就是说，通过将分流电阻33配置于第1电源用开关元件15的下游侧，能够起到相同效果。此外，关于电容器30，也将+端子分别连接至分流电阻30的上游侧。
如上所述，在使用一个分流电阻33的情况下，也可以通过将第2电源用开关元件37配置于恰当的部位，从而在开关元件31U、32U短路的情况下，进而在电容器30短路的情况下，仅将其短路相的电路切断，从而不会产生无用的制动转矩，能够继续进行电动机驱动。
此外，在使用一个分流电阻33的情况下，关于利用分流电阻33对各相的电流进行检测，能够调整电流检测的时刻，进一步进行处理以将各相的PWM驱动相位相错开来可靠地确保检测时刻，从而能提高获取精度。由此，即使在将一个分流电阻33连接至母线的情况下，也能够检测出任意相的电流，因此能检测出每一相的故障。
另外，在使用三个分流电阻或一个分流电阻的结构下，关于每一相的故障，也能够对各开关元件的漏源极间电压进行监视。这能通过对如下情况进行检测来检测故障，即、对导通开关元件时的漏源极间电压异常大的情况、使开关元件截止时的漏源极间电压异常小的情况等。
此外，本发明可以在该发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。

Claims (7)

1.一种多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，包括：
逆变器电路，该逆变器电路连接于电源与多相交流电动机之间，将所述电源的功率转换成多相交流电并提供给所述多相交流电动机；
第1电源用开关元件，该第1电源用开关元件设置于所述电源与所述逆变器电路之间，对所述电源与所述逆变器电路之间的电路进行开关；
电动机继电器用开关元件，该电动机继电器用开关元件设置于所述逆变器电路的每一相的输出点与所述多相交流电动机之间，对所述输出点与所述多相交流电动机之间的电路进行开关；
第2电源用开关元件，该第2电源用开关元件从所述电源观察时位于第1电源用开关元件的下游侧，设置于所述逆变器电路的每一相；以及
控制电路，该控制电路对所述第1开关元件、所述第2开关元件、所述电动机继电器用开关元件以及所述逆变器电路进行开关控制，
设有在与供电方向相同的方向上与所述第1开关元件并联连接的第1二极管，并设有在与供电方向相反的方向上与所述第2开关元件并联连接的第2二极管。
2.如权利要求1所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
在所述逆变器电路内，在每一相设有上侧的臂电路及下侧的臂电路，该上侧的臂电路及下侧的臂电路具有开关元件，所述第2电源用开关元件配置于所述逆变器电路的上侧的所述臂电路的所述开关元件的上游侧。
3.如权利要求1所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
在所述逆变器电路内，在每一相设有上侧的臂电路及下侧的臂电路，该上侧的臂电路及下侧的臂电路具有开关元件，所述第2电源用开关元件配置于所述逆变器电路的下侧的所述臂电路的所述开关元件的下游侧。
4.如权利要求2所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
使电流流入所述多相交流电动机的相绕组的方向的二极管与所述电动机继电器用开关元件并联连接。
5.如权利要求3所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
使电流从所述多相交流电动机的相绕组流出的方向的二极管与所述电动机继电器用开关元件并联连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
对于所述逆变器电路内的每一相，将电容器与各相的上下臂电路的开关元件并联配置。
7.如权利要求6所述的多相交流电动机驱动用逆变器装置，其特征在于，
用于检测电流的分流电阻与上下臂电路的开关元件串联配置，所述电容器并联地插入至所述上下臂电路的开关元件与所述分流电阻串联连接的相。
CN201480081758.0A 2014-09-09 2014-09-09 多相交流电动机驱动用逆变器装置 Active CN106716822B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/073791 WO2016038683A1 (ja) 2014-09-09 2014-09-09 多相交流モータ駆動用インバータ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106716822A true CN106716822A (zh) 2017-05-24
CN106716822B CN106716822B (zh) 2019-09-17

Family

ID=55458476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480081758.0A Active CN106716822B (zh) 2014-09-09 2014-09-09 多相交流电动机驱动用逆变器装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9793849B2 (zh)
EP (1) EP3193443B1 (zh)
JP (1) JP6157752B2 (zh)
CN (1) CN106716822B (zh)
WO (1) WO2016038683A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110870197A (zh) * 2017-07-31 2020-03-06 日本电产株式会社 电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
CN111030435A (zh) * 2018-10-10 2020-04-17 伟肯有限公司 电力电子转换器及其控制方法
CN111034023A (zh) * 2017-09-21 2020-04-17 日本电产株式会社 马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200122B4 (de) * 2015-01-08 2016-11-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitseinrichtung zur Kompensation fehlerhafter Drehmomente
JP6668897B2 (ja) * 2016-04-05 2020-03-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 給電制御装置
CN115411993A (zh) * 2016-05-17 2022-11-29 微空间株式会社 电动机驱动控制装置及电动装置
CN109247058B (zh) * 2016-05-18 2022-03-15 三菱电机株式会社 具有多系统电路的电子控制装置
US10322748B2 (en) * 2016-09-23 2019-06-18 Jtekt Corporation Motor controller and steering device
DE102017107125A1 (de) * 2017-04-03 2018-10-04 Wittenstein Se Schaltung zum selektiven Versorgen von Motoren mit Energie
WO2019058677A1 (ja) * 2017-09-25 2019-03-28 日本電産株式会社 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
WO2019058675A1 (ja) * 2017-09-25 2019-03-28 日本電産株式会社 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
WO2019058676A1 (ja) * 2017-09-25 2019-03-28 日本電産株式会社 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
JP6770559B2 (ja) * 2018-08-29 2020-10-14 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 電力変換装置および車両
US11128241B2 (en) * 2019-04-04 2021-09-21 Mando Corporation Motor control system and method for selectively shorting motor windings
JP7320561B2 (ja) * 2021-06-08 2023-08-03 本田技研工業株式会社 電源システム及び移動体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333862A (ja) * 2002-05-15 2003-11-21 Toshiba Corp 電力変換装置
CN103108794A (zh) * 2010-08-23 2013-05-15 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 用于机电式转向器的电动马达的安全电路
CN104736413A (zh) * 2013-06-17 2015-06-24 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆
CN105409112A (zh) * 2013-08-02 2016-03-16 日立汽车系统株式会社 电力变换装置、电动助力转向系统、电动汽车、电子控制节气门、电动制动器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3926618B2 (ja) * 2001-12-17 2007-06-06 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP3899942B2 (ja) * 2002-01-23 2007-03-28 トヨタ自動車株式会社 交流発電電動機用インバータ
JP4757815B2 (ja) 2007-03-05 2011-08-24 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置および車両
JP5023833B2 (ja) 2007-06-19 2012-09-12 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置及び異常検出方法
JP5537837B2 (ja) * 2009-05-27 2014-07-02 サンデン株式会社 モータ制御装置
JP5381361B2 (ja) 2009-06-11 2014-01-08 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
WO2012060123A1 (ja) * 2010-11-02 2012-05-10 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング用パワーモジュールおよびこれを用いた電動式パワーステアリング駆動制御装置
JP2013079027A (ja) * 2011-10-05 2013-05-02 Denso Corp 電動パワーステアリング装置
JP2013223371A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Denso Corp モータ駆動装置
GB2517326B (en) * 2012-06-08 2020-04-29 Mitsubishi Electric Corp Motor incorporating power converter, and air conditioner, water heater, and ventilation blower incorporating the motor
JP5688689B2 (ja) * 2012-08-27 2015-03-25 株式会社デンソー 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6182385B2 (ja) * 2013-08-05 2017-08-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動モータの制御装置
CN105934879B (zh) * 2014-03-11 2018-09-14 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆
CN107074269B (zh) * 2014-10-22 2020-08-04 三菱电机株式会社 电动助力转向装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333862A (ja) * 2002-05-15 2003-11-21 Toshiba Corp 電力変換装置
CN103108794A (zh) * 2010-08-23 2013-05-15 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 用于机电式转向器的电动马达的安全电路
CN104736413A (zh) * 2013-06-17 2015-06-24 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆
CN105409112A (zh) * 2013-08-02 2016-03-16 日立汽车系统株式会社 电力变换装置、电动助力转向系统、电动汽车、电子控制节气门、电动制动器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110870197A (zh) * 2017-07-31 2020-03-06 日本电产株式会社 电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
CN110870197B (zh) * 2017-07-31 2023-06-20 日本电产株式会社 电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
CN111034023A (zh) * 2017-09-21 2020-04-17 日本电产株式会社 马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
CN111034023B (zh) * 2017-09-21 2022-08-26 日本电产株式会社 马达控制方法及模块、电力转换装置及电动助力转向装置
CN111030435A (zh) * 2018-10-10 2020-04-17 伟肯有限公司 电力电子转换器及其控制方法
CN111030435B (zh) * 2018-10-10 2023-01-24 伟肯有限公司 电力电子转换器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9793849B2 (en) 2017-10-17
EP3193443B1 (en) 2022-05-04
JPWO2016038683A1 (ja) 2017-04-27
EP3193443A1 (en) 2017-07-19
US20170201204A1 (en) 2017-07-13
JP6157752B2 (ja) 2017-07-05
CN106716822B (zh) 2019-09-17
WO2016038683A1 (ja) 2016-03-17
EP3193443A4 (en) 2018-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106716822A (zh) 多相交流电动机驱动用逆变器装置
US11431238B2 (en) Power conversion device, motor drive unit, and electric power steering device
US10998842B2 (en) Power conversion device, motor drive unit, and electric power steering device
CN102237849B (zh) 电动机驱动装置
CN108473156B (zh) 电动助力转向装置
CN110383676B (zh) 电力转换装置、马达驱动单元和电动助力转向装置
US20110043152A1 (en) Drive control device
CN105680762B (zh) 电子设备
JP2000014184A (ja) 少なくとも一つのブランチを有するパ―マネント励起されている電動機のための制御システム
JP2009035155A (ja) 電動パワーステアリング装置
DE112017003161B4 (de) Stromrichtervorrichtung und Logikschaltung
JP2013215040A (ja) モータ駆動装置
US9024564B2 (en) Drive control device and drive control method
US20220014140A1 (en) Motor control system having redundant electric control unit
CN109247058B (zh) 具有多系统电路的电子控制装置
JP6434832B2 (ja) モータ制御装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
EP3367548A1 (en) Inverter circuit, motor controller, and power steering system
CN110392977B (zh) 电力转换装置、马达驱动单元和电动助力转向装置
JP2022020123A (ja) 車両用回転電機の制御装置
JP6533754B2 (ja) 電子制御装置及びその制御方法
JP7482014B2 (ja) モータ駆動制御装置
CN113165687B (zh) 马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统
WO2010122861A1 (ja) インバーター保護装置
WO2019049449A1 (ja) 電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
JP2014091454A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant