DE112018005357T5

DE112018005357T5 - Leistungsumwandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018005357T5
Application number: DE112018005357.1T
Authority: DE
Inventors: Takashi Okimoto; Masao Kanatani; Moeki Miyatani; Yasuhiko Kitamura; Masaharu Yuhara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JPWO2019098004A1; WO2019098004A1; CN111316557A; JP6844028B2

Abstract

Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung weist Folgendes auf: Einen Leistungswandler (14), der von einer Stromquelle (11) zugeführte Energie umwandelt; einen Glättungskondensator (13), der mit dem Leistungswandler (14) verbunden ist; einen Schalter (12) zum Verbinden und Trennen des Glättungskondensators (13) von der Stromquelle (11); einen Detektor (15), der mindestens die Temperatur des Glättungskondensators (13) und/oder die Spannung über den Glättungskondensator (13) erfasst; und ein Steuergerät (17), das auf der Grundlage von durch den Detektor (15) erhaltenen Daten den Schalter (12) nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung steuert. Der Glättungskondensator (13) ist mit einem Aluminium-Elektrolytkondensator oder einem Aluminium-Hybrid-Elektrolytkondensator aufgebaut.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsumwandlungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren sind beispielsweise Motoren, die als Stromquelle und als Generator und Generatorsysteme fungieren, wie sie in Elektro- oder Hybridfahrzeuge eingebaut sind, im Automobilbereich rasant auf dem Vormarsch. Viele dieser Systeme haben einen Generator, der als Stromquelle und Generator fungiert, und eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die den Generator steuert. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung erfordert einen Elektrolytkondensator, der Energie speichert und die Spannung glättet. Als Elektrolytkondensator wird ein Elektrolytkondensator mit niedrigem Profil aus Aluminium oder ein Hybrid-Elektrolytkondensator zur Verkleinerung der Leistungsumwandlungsvorrichtung verwendet. Der Hybrid-Elektrolytkondensator ist ein Aluminium-Elektrolytkondensator, der mit einem leitenden Polymer gemischt ist. Der Hybrid-Elektrolytkondensator unterdrückt den äquivalenten Serienwiderstand (ESR) und unterdrückt damit die Wärmeentwicklung beim Anlegen eines Stroms an den Elektrolytkondensator und kann im Vergleich zu Aluminium-Elektrolytkondensatoren eine weitere Verkleinerung der Leistungsumwandlungsvorrichtung erreichen. Durch eine erhöhte Ausgangsleistung des Elektromotors zur Verbesserung der Kraftstoffersparnis wird der Strom, der an den Elektrolytkondensator angelegt wird, tendenziell erhöht.
Bei diesen Elektrolytkondensatoren führt das Anlegen eines Stroms zum Verdampfen einer Elektrolytlösung, wodurch der Leckstrom erhöht oder die Kapazität verringert wird. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung versagt, wenn die Verschlechterung dieser Elektrolytkondensatoren einen bestimmten Wert überschreitet. Wenn der Zustand, in dem die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine lange Zeit ohne Spannung an den Elektrolytkondensator vorliegt, andauert, tritt das Problem auf, dass Feuchtigkeit in den Elektrolytkondensator eindringt und die Aluminiumoxidschicht oder Aluminiumschicht korrodiert und dadurch eine Verschlechterung oder eine kurze Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verursacht wird.
Patentdokument 1 zeigt eine Methode zur Verhinderung der Korrosion der Aluminiumschicht innerhalb eines Elektrolytkondensators, die auf Feuchtigkeit zurückzuführen ist und entsteht, wenn die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine lange Zeit pausiert, während der keine Spannung am Elektrolytkondensator innerhalb der Leistungsumwandlungsvorrichtung anliegt. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung verwendet einen Timer, um ein Zeitintervall seit Auftreten der Pause zu zählen, und verbindet nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne das Netz und den Elektrolytkondensator und legt eine Spannung an den Elektrolytkondensator an, wodurch die normale Reparaturaktion des Elektrolytkondensators durch die Elektrolytlösung an der Aluminiumoxidschicht erleichtert und die Verschlechterung des Elektrolytkondensators unterdrückt wird.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2006-213 483 A
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Wenn jedoch die Leistungsumwandlungsvorrichtung durch diese Feuchtigkeit des Elektrolytkondensators oder durch Langzeitgebrauch verschlechtert wird, kann es vorkommen, dass die Aluminiumoxidschicht durch bloßes Anlegen einer Spannung an den Elektrolytkondensator nicht ausreichend repariert wird.
Die vorliegende Erfindung soll das obige Problem lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungsumwandlungsvorrichtung aufzuzeigen, die die Aluminiumoxidschicht ausreichend repariert.
Mittel zum Lösen der Probleme
Zur Lösung des oben genannten Problems weist eine Leistungsumwandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: Einen Leistungswandler, der die von einer Stromquelle zugeführte Energie umwandelt; einen an den Leistungswandler angeschlossenen Glättungskondensator; einen Schalter zum Verbinden und Trennen des Glättungskondensators und der Stromquelle; einen Detektor, der mindestens die Temperatur des Glättungskondensators oder die Spannung am Glättungskondensator erfasst; und ein Steuergerät, das auf der Grundlage der vom Detektor erhaltenen Daten den Schalter nach dem Anhalten des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung steuert. Der Glättungskondensator ist mit einem Aluminium-Elektrolytkondensator oder einem Aluminium-Hybrid-Elektrolytkondensator aufgebaut.
Effekt der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung wird nach dem Anhalten des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung ein Schalter zum Ein- oder Ausschalten des Glättungskondensators, der einen Aluminium-Elektrolytkondensator oder einen hybriden Aluminium-Elektrolytkondensator und die Stromquelle aufweist, auf der Grundlage von Daten gesteuert, die von einem Detektor erhalten werden, der mindestens die Temperaturen des Glättungskondensators und/oder die Spannung am Glättungskondensator erfasst. Dadurch kann die Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators ausreichend repariert werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
2 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Temperatur eines Elektrolytkondensators und der Abnahme des Leckstroms vor und nach dem Anlegen einer Gleichspannung an den Elektrolytkondensator zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang der Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang der Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 darstellt;
8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 darstellt;
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang der Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang einer Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 darstellt, und
13 ist ein Diagramm, das die Wellenformen einer d-Achsen-Spannung Vd eines Motors, eines d-Achsen-Stromes Id des Motors und eines Stromes Ic des Glättungskondensators gemäß Ausführungsform 8 zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf einen Wechselrichter, der einen Dreiphasen-Wechselstrommotor für Kraftfahrzeugsysteme, die für Elektro- oder Hybridfahrzeuge eingesetzt werden, ansteuert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung gilt für verschiedene Leistungsumwandlungsvorrichtungen, wie z.B. Wechselrichter usw., die einen Motor für eine Klimaanlage, einen Aufzug oder eine Rolltreppe ansteuern, bei denen ein Aluminium-Elektrolytkondensator oder ein Aluminium-Hybrid-Elektrolytkondensator als Glättungskondensator verwendet wird.
Ausführungsform 1
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 beinhaltet einen Leistungswandler 14, einen Glättungskondensator 13, einen Schalter 12, einen Temperatur-Detektor 15 und ein Steuergerät 17.
Der Leistungswandler 14 beinhaltet die Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f. Der Leistungswandler 14 wandelt den Gleichstrom (DC), der von einer Stromquelle 11 geliefert wird, in einen Dreiphasen-Wechselstrom um und liefert den Dreiphasen-Wechselstrom an den Motor 18. Die Stromquelle 11 besteht aus einer Batterie.
Der Leistungswandler 14 beinhaltet ein Oberzweig-Schaltelement 14a und ein Unterzweig-Schaltelement 14b für die U-Phase. Die Schaltelemente 14a, 14b sind in Reihe geschaltet. Der Leistungswandler 14 beinhaltet ein Oberzweig-Schaltelement 14c und ein Unterzweig-Schaltelement 14d für die V-Phase. Die Schaltelemente 14c, 14d sind in Reihe geschaltet. Der Leistungswandler 14 beinhaltet ein Oberzweig-Schaltelement 14e und ein Unterzweig-Schaltelement 14f für die W-Phase. Die Schaltelemente 14e, 14f sind in Reihe geschaltet. Die Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f sind jeweils mit den Dioden Da, Db, De, Dd, De, Df parallel geschaltet. Zum Beispiel werden MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) als Schaltelemente 14a bis 14f verwendet.
Der Glättungskondensator 13 ist zwischen der Stromquelle 11 und dem Leistungswandler 14 angeordnet und glättet die von der Stromquelle 11 an den Leistungswandler 14 zu liefernde Spannung. Ein Kondensator, der eine Elektrolytlösung verwendet und der als Aluminium-Elektrolytkondensator oder Aluminium-Hybrid-Elektrolytkondensator (im Folgenden werden beide Kondensatoren zusammen als Elektrolytkondensator bezeichnet) ausgebildet ist, wird als Glättungskondensator 13 verwendet.
In der Ausführungsform 1 misst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur des Glättungskondensators 13. Dadurch kann die Reparatur des Glättungskondensators 13 unmittelbar nach der Pause eines Kraftfahrzeugs, einer Klimaanlage, eines Aufzugs oder einer Rolltreppe eingeleitet werden.
Als Temperatur-Detektor 15 wird z.B. ein Thermistor oder ein magnetischer Sensor verwendet. Der Temperatur-Detektor 15 wird um den Glättungskondensator 13 herum angebracht. Um die Temperatur des Glättungskondensators 13 genau zu messen, wird der Temperatur-Detektor 15 an der Seitenwand oder der Oberseite des Glättungskondensators 13 so angebracht, dass er mit dem Glättungskondensator 13 in Kontakt steht.
Das Steuergerät 17 steuert den Schalter 12 basierend auf der vom Temperatur-Detektor 15 erfassten Temperatur. Das Steuergerät 17 ist mit einer Verarbeitungsschaltung aufgebaut. Wenn die Verarbeitungsschaltung eine dedizierte Hardware ist, kann die Verarbeitungsschaltung z.B. eine einzelne Schaltung, eine komplexe Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder eine Kombination daraus sein. Wenn die Verarbeitungsschaltung eine CPU ist, werden die Funktionen des Steuergerätes 17 in Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware implementiert. Software und Firmware werden als Programme beschrieben und in Speichern gespeichert. Die Verarbeitungsschaltung führt die in den Speichern gespeicherten Programme aus und implementiert damit die Funktionen des Steuergerätes 17. Beispiele für die Speicher sind hier ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie RAM, ROM, Flash-Speicher, EPROM oder EEPROM, oder eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Mini-Disc, eine DVD usw. Es sei erwähnt, dass einige der Funktionen des Steuergerätes 17 in spezieller Hardware und andere in Software oder Firmware implementiert sein können.
Zunächst wird eine konventionelle Steuerung der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 beschrieben.
Mit dem Einschalten des Leistungsschalters eines Kraftfahrzeugs (im Folgenden als „in Betrieb genommenes Kraftfahrzeug“ bezeichnet) startet die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19. Das Steuergerät 17 schaltet den Schalter 12 ein und verbindet damit die Stromquelle 11, den Glättungskondensator 13 und den Leistungswandler 14. Damit ist das Kraftfahrzeug reisefertig. Der Zeitpunkt des Anlaufs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 bezieht sich auf die Zeit nach dem Anlaufen eines Geräts, das die Leistung der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 nutzt, wie z.B. eines Kraftfahrzeuges, einer Klimaanlage usw., nach dem Anschluss von Stromquelle 11, Glättungskondensator 13 und Leistungswandler 14 und vor der Einleitung der Schaltungssteuerung der Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f.
Mit dem Antritt der Fahrt des Kraftfahrzeuges nimmt die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 ihren Betrieb auf. Mit anderen Worten führt das Steuergerät 17 die Schaltungssteuerung der Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f des Leistungswandlers 14 durch, basierend auf der für den Motor 18 erforderlichen Leistung. Dabei wird die Gleichstromleistung von der Stromquelle 11 in eine Dreiphasen-Wechselstromleistung umgewandelt, und die Dreiphasen-Wechselstromleistung wird dem Motor 18 zugeführt. Der Zustand, in dem die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 in Betrieb ist, bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Schaltungssteuerung über die Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f durchgeführt wird.
Wenn das Kraftfahrzeug stoppt, dann stoppt die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 den Betrieb. Mit anderen Worten, das Steuergerät 17 stoppt die Schaltungssteuerung der Schaltelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f. Der Zustand, in dem die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 angehalten wird, bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Schaltungssteuerung der Schaltelementen 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f angehalten wird.
Zu diesem Zeitpunkt schaltet das Steuergerät 17 in der konventionellen Steuerung den Schalter 12 aus und trennt damit die Stromquelle 11, den Glättungskondensator 13 und den Leistungswandler 14 voneinander. Dadurch wird die im Glättungskondensator 13 gespeicherte elektrische Ladung nach einer bestimmten Zeitspanne durch einen Leckstrom des Glättungskondensators 13 oder durch einen Leitungswiderstand vollständig entladen. Hier zählt nach dem in Patentdokument 1 beschriebenen konventionellen Beispiel ein Timer die seit dem Stoppen der Leistungsumwandlungsvorrichtung verstrichene Zeitspanne. Wird festgestellt, dass eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist, wird eine Spannung an den Glättungskondensator angelegt, und die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 werden verbunden, um die Aluminiumoxidschicht zu reparieren.
Die Reparaturrate der Aluminiumoxidschicht beim Anschluss des Glättungskondensators 13 und der Stromquelle 11 wird jedoch neben der Höhe der Spannung und der Zeit des Anlegens der Spannung auch von der Temperatur des Glättungskondensators 13 wesentlich beeinflusst.
Als nächstes werden die Ergebnisse einer Studie über die Auswirkungen der Temperatur des Glättungskondensators 13 auf die Reparatur des Elektrolytkondensators durch Anlegen einer Gleichspannung an den Elektrolytkondensator diskutiert.
2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Elektrolytkondensators und einer Abnahme des Leckstroms vor und nach dem Anlegen einer Gleichspannung an den Elektrolytkondensator zeigt.
In 2 sind auf der vertikalen Achse eine Abnahmerate des Leckstroms und auf der horizontalen Achse die Temperatur des Elektrolytkondensators angegeben. Es sind die Verringerungsraten des Leckstroms angegeben, die erreicht werden, wenn der Elektrolytkondensator mit 100µF / 63V einem Bad mit konstanter Temperatur von 25 Grad Celsius, 50 Grad Celsius, 75 Grad Celsius und 100 Grad Celsius ausgesetzt wurde und eine Gleichspannung (die Nennspannung von 63V des Elektrolytkondensators) 30 Minuten lang an den Elektrolytkondensator angelegt wurde. Zum Vergleich zeigt die Abbildung auch die Abnahme des Leckstroms des Elektrolytkondensators, der 30 Minuten lang in einem Bad mit konstanter Temperatur von 25 Grad Celsius, 50 Grad Celsius, 75 Grad Celsius und 100 Grad Celsius belassen wurde. Hier wird die Rate der Abnahme des Leckstroms durch (11-10)/10 dargestellt, wobei 10 einen anfänglichen Leckstrom und I1 einen Leckstrom 30 Minuten nach Aussetzen des Elektrolytkondensators bezeichnen.
Hier kann das Ausmaß der Reparatur der Aluminiumoxidschicht des Elektrolytkondensators unter den jeweiligen Bedingungen aus der Rate der Abnahme des Leckstroms in einer bestimmten Zeitspanne nach dem Anlegen der Gleichspannung an den Elektrolytkondensator abgeschätzt werden. Wenn die Gleichspannung an den Elektrolytkondensator angelegt wird und die Aluminiumoxidschicht des Elektrolytkondensators repariert wird, nimmt der Leckstrom ab. Dies deutet darauf hin, dass die Reparaturrate der Aluminiumoxidschicht umso höher ist, je größer die Abnahme des Leckstroms vor und nach dem Anlegen der Gleichspannung ist.
Wie in 2 dargestellt, ist bei hoher Temperatur des Elektrolytkondensators, insbesondere bei Anlegen der Gleichspannung an den Elektrolytkondensator mit einer Temperatur von 50 Grad Celsius oder höher, die Geschwindigkeit der Abnahme des Leckstroms groß, was die Reparatur der Aluminiumoxidschicht erleichtert. Es wurde auch festgestellt, dass die Reparaturrate steigt, wenn der Elektrolytkondensator eine Temperatur von 50 Grad Celsius oder höher hat. Dieses Experiment simuliert die Umgebung, unter der der Elektrolytkondensator, der in der Leistungsumwandlungsvorrichtungen für z.B. ein Kraftfahrzeug, eine Klimaanlage, einen Aufzug, eine Rolltreppe eingebaut werden soll, platziert wird. Die Versuche sollen Tendenzen zeigen, die dem Elektrolytkondensator im eigentlichen Produkt ähnlich sind.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
Wenn in Schritt S10 der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf das Anhalten des Kraftfahrzeugs gestoppt wird, geht der Prozess in Schritt S 11 über.
Im Schritt S11 hält das Steuergerät 17 den Schalter 12 im EIN-Zustand und setzt damit die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 fort. Unmittelbar nach dem Stillstand des Kraftfahrzeugs beträgt die Temperatur der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 innerhalb des Kraftfahrzeugs etwa 50 Grad Celsius bis etwa 150 Grad Celsius, je nach Einfluss der Umgebungsbedingungen, der Fahrstrecke und der Fahrzeit. Konventionell wird nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs der Schalter 12, welcher die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbinden, ausgeschaltet und die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 voneinander getrennt. In der Ausführungsform 1 wird dagegen der EIN-Zustand des Schalters 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, für die Reparatur des Glättungskondensators 13 beibehalten, so dass die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 während der Fahrt (d.h. während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19) auch nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs (d.h. während die Leistung sumwandlungsvorrichtung 19 nicht in Betrieb ist) weiter besteht.
Im Schritt S12 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 17 im Schritt S13 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich einer voreingestellten Temperatur TH1 (S13: JA) ist, kehrt der Prozess zum Schritt S12 zurück. Hier sollte die voreingestellte Temperatur TH1 vorzugsweise 50 Grad Celsius oder höher sein, damit eine ausreichende Reparaturrate der Oxidschicht, wie in 2 dargestellt, erreicht wird. Denn wenn die voreingestellte Temperatur TH1 zu niedrig ist, ist die Oxidschichtreparaturrate nicht ausreichend, was eine längere Reparaturzeit erfordert und außerdem zu Leistungsverlusten durch den Leckstrom des Glättungskondensators 13 führt, was mit einer erhöhten Leistungsaufnahme endet.
Stellt das Steuergerät 17 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als die voreingestellte Temperatur TH1 (S13: NEIN) ist, geht der Prozess in Schritt S 14 über.
Im Schritt S 14 schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12 aus und trennt damit die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 voneinander.
Wie oben beschrieben, werden in der vorliegenden Ausführungsform unmittelbar nach dem Stillstand des Kraftfahrzeugs, d.h. nach dem Ende des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung, die Stromquelle 11 und der Elektrolytkondensator, der als Glättungskondensator 13 verwendet wird, verbunden, während der Glättungskondensator 13 eine hohe Temperatur aufweist, wodurch die Reparatur der Aluminiumoxidschicht erleichtert wird. Wenn die Stromquelle und der Glättungskondensator nach der Reparatur der Aluminiumoxidschicht verbunden bleiben, wird die Leistung durch den Leckstrom des Kondensators verbraucht. So werden die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 nach der Reparatur der Aluminiumoxidschicht voneinander getrennt, wodurch die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert wird.
Es sei erwähnt, dass der Zeitpunkt, zu dem der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur des Glättungskondensators 13 abtastet, entsprechend voreingestellt werden kann.
Wenn außerdem die Eigenerwärmungstemperatur des Glättungskondensators 13, die durch einen Welligkeitsstromfluss während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 verursacht wird, 5 Grad Celsius oder höher beträgt, ist die Verschlechterung der Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators 13 ausgeprägt. Dementsprechend sind in diesem Fall die Auswirkungen der Reparatur der Aluminiumoxidschicht durch die Anwendung der Ausführungsform 1 ausgeprägt.
Ausführungsform 2
In der Ausführungsform 1 werden nach jedem Fahrunterbrechungsstopp der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Elektrolytkondensator, der als Glättungskondensator 13 eingesetzt wird, aufrechterhalten und die Aluminiumoxidschicht repariert. Die Reparatur der Aluminiumoxidschicht bei jedem Stillstand der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 ist im Hinblick auf die Unterdrückung der Verschlechterung des Elektrolytkondensators vorteilhaft, erhöht aber die Häufigkeit der für die Reparatur erforderlichen Leistungsaufnahme. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Ausführungsform 2 bestimmt also, ob die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 nach dem Stillstand der Leistungsumwandlungsvorrichtung zur Reparatur der Aluminiumoxidschicht erhalten werden soll.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Antrieb eines Motors eines Kraftfahrzeuges etc. erfordert ein großes Drehmoment beim Anfahren des Motors, wobei die im Elektrolytkondensator gespeicherte elektrische Ladung entladen wird und ein hoher Strom kurzzeitig durch den Elektrolytkondensator fließt, was auch die Verschlechterung des Elektrolytkondensators erhöht. Insbesondere im Sommer, wenn das Kraftfahrzeug angehalten wird und die Temperatur innerhalb der Leistungsumwandlungsvorrichtung hoch ist, erhöht sich die Verschlechterung des Elektrolytkondensators.
Im Gegensatz dazu nimmt im Winter oder in kalten Klimazonen, wenn die Temperatur innerhalb der Leistungsumwandlungsvorrichtung niedrig ist, der Schlupf des Riemens, der die Leistung des Motors transportiert, zu, wodurch ein größerer Strom für den Start des Motors als üblich benötigt wird. Folglich erhöht sich die Verschlechterung des Elektrolytkondensators.
Fällt also die Temperatur des Glättungskondensators 13 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf das Anfahren des Kraftfahrzeugs beginnt, in einen vorgegebenen Temperaturbereich, so werden die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 nach dem Anhalten des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf das Anhalten des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten und der Glättungskondensator 13 repariert. Fällt die Temperatur des Glättungskondensators 13 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 beginnt, aus dem vorgegebenen Temperaturbereich heraus, wird die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 durch das Anhalten des Kraftfahrzeugs unterbrochen. Wird die Leistungsumwandlungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug verwendet, kann der Temperaturbereich unter Berücksichtigung der tatsächlichen Umgebung kleiner oder gleich Null Grad Celsius und größer oder gleich 50 Grad Celsius sein.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Ausführungsform 2 hat eine ähnliche Konfiguration wie die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 nach Ausführungsform 1.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
Wenn im Schritt S20 der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf die Fahrt des Kraftfahrzeuges beginnt, geht der Prozess in Schritt S21 über.
Im Schritt S21 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 bei der Inbetriebnahme der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19.
Im Schritt S22 wird festgestellt, ob die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 in den voreingestellten Temperaturbereich fällt.
Fällt die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur des Glättungskondensators 13 in den voreingestellten Temperaturbereich (S22: JA), wird mit Schritt S23 fortgefahren. Fällt die Temperatur des Glättungskondensators 13 aus dem voreingestellten Temperaturbereich (S22: NEIN), wird mit Schritt S28 fortgefahren.
Im Schritt S28 wird, wenn der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf die Einstellung des Kraftfahrzeugs voreingestellt wird, zum Schritt S29 übergegangen.
Im Schritt S29 schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
In den Schritten S23 bis S27 werden, ähnlich wie in den Schritten S10 bis S14 gemäß Ausführungsform 1, die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 aufrechterhalten und die Aluminiumoxidschicht repariert, wenn die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist. Sinkt die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur unter die voreingestellte Temperatur TH1, schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und trennt sie dadurch voneinander.
Wie oben beschrieben, wird nach der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Leistungsumwandlungsvorrichtung bei einer hohen (d.h. 50 Grad Celsius oder höher) oder niedrigen Temperatur (d.h, null Grad Celsius oder niedriger), bei der die Belastung des Elektrolytkondensators, der als Glättungskondensator verwendet wird, erhöht wird, die Aluminiumoxidschicht durch eine erhöhte Temperatur des Glättungskondensators nach dem Stillstand des Kraftfahrzeugs, d.h. nach dem Stillstand des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung, wirksam repariert, wodurch die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert und die für die Reparatur der Aluminiumoxidschicht erforderliche Leistungsaufnahme verringert werden.
Es sei erwähnt, dass z.B. bei einem Kraftfahrzeug, wenn die Fahrzeit kurz ist und die Temperatur des Glättungskondensators nach dem Stillstand des Kraftfahrzeugs (nach dem Stillstand der Leistungsumwandlungsvorrichtung) nur auf eine Temperatur unterhalb der voreingestellten Temperatur ansteigt, die Aluminiumoxidschicht nicht zu reparieren ist. Aus diesem Grund kann die Aluminiumoxidschicht unabhängig von der Temperatur des Glättungskondensators in Schritt S25 repariert werden.
Ausführungsform 3
Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Ausführungsform 3 verbindet die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13, wenn die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 nach dem Stillstand des Kraftfahrzeuges, d.h. nach dem Stillstand des Betriebes der Leistungsumwandlungsvorrichtung, groß ist, um festzustellen, ob die Aluminiumoxidschicht repariert werden soll.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 nach Ausführungsform 3 unterscheidet sich von der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 nach Ausführungsform 1 dadurch, dass die Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 nach Ausführungsform 3 einen Spannungsdetektor 20 und statt des Steuergerätes 17 ein Steuergerät 27 enthält.
Der Spannungsdetektor 20 erkennt die Spannung am Glättungskondensator 13.
Dabei wird der Glättungskondensator 13 mit einer gewünschten Kapazität bei der Auslegung der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 so gewählt, dass die Spannungsabweichung am Glättungskondensator 13 während der Fahrt, also während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29, kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist. Die Kapazität wird jedoch allmählich verringert durch: Verdampfen der Elektrolytlösung im Elektrolytkondensator aufgrund der Wärmeentwicklung, die durch das Anlegen des Stroms an den Elektrolytkondensator während der Fahrt des Kraftfahrzeugs verursacht wird; oder Anlegen eines großen Stroms bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen. Folglich steigt die Spannungsvarianz an. Aus diesem Grund kann eine Verschlechterung des Glättungskondensators 13 anhand der vom Spannungsdetektor 20 ermittelten Spannungsvarianz festgestellt werden. Außerdem kann man den Glättungskondensator 13 auch nur dann reparieren, wenn die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 schwerwiegend ist.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
Wenn im Schritt S30 der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 als Reaktion auf das Anfahren des Kraftfahrzeugs beginnt, geht der Prozess zu Schritt S31 über.
Im Schritt S31 misst der Spannungsdetektor 20 während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 eine Spannungsvarianz VB über dem Glättungskondensator 13 und gibt die Messung an das Steuergerät 27 aus.
Im Schritt S32 ermittelt das Steuergerät 27, ob die vom Spannungsdetektor 20 erfasste Spannungsvarianz VB über dem Glättungskondensator 13 größer oder gleich einer voreingestellten Spannungsvarianz THW ist. Wenn die Spannungsvarianz VB größer oder gleich der voreingestellten Spannungsvarianz THW (S32: JA) ermittelt wird, geht der Prozess zu Schritt S33 über. Wenn die Spannungsvarianz VB kleiner als die voreingestellte Spannungsvarianz THW (S32: NEIN) ist, fährt der Prozess mit Schritt S38 fort.
Im Schritt S38 wird, wenn der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf die Einstellung des Kraftfahrzeugs voreingestellt wird, zum Schritt S39 übergegangen.
Im Schritt S39 schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
In den Schritten S33 bis S37 wird, ähnlich wie in den Schritten S10 bis S14 gemäß Ausführungsform 1, die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 aufrechterhalten und die Aluminiumoxidschicht repariert, wenn die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist. Sinkt die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur unter die voreingestellte Temperatur TH1, schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und trennt sie dadurch voneinander.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Aluminiumoxidschicht repariert, wenn der Elektrolytkondensator, der als Glättungskondensator verwendet wird, verschlechtert wird, wodurch die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert und der für die Reparatur der Aluminiumoxidschicht erforderliche Stromverbrauch verringert wird.
Ausführungsform 4
In der Ausführungsform 3 wird eine Verschlechterung des Glättungskondensators 13 während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, also während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29, festgestellt. Die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 wird jedoch möglicherweise nicht genau erfasst, wenn die Spannungsvarianz zeitlich durch die Leistungsvarianz z.B. des Motors 18 erhöht wird. So wird in der Ausführungsform 4 die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 beim Anfahren des Kraftfahrzeuges, wenn das Kraftfahrzeug nicht fährt, d.h. beim Anfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung, mit Genauigkeit festgestellt.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Ausführungsform 4 hat eine ähnliche Konfiguration wie die Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 nach Ausführungsform 3.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsvorgang einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 gemäß Ausführungsform 4 darstellt.
Wenn im Schritt S40 die Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 als Reaktion auf das Anfahren des Kraftfahrzeugs anläuft und das Steuergerät 27 die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, geht der Vorgang zum Schritt S41 weiter.
Im Schritt S41 erkennt der Spannungsdetektor 20 die Spannung über dem Glättungskondensator 13 und ermittelt so die zum Aufladen des Glättungskondensators 13 benötigte Zeit (im Folgenden Ladezeit) und gibt die Ladezeit an das Steuergerät 27 aus.
Im Schritt S42 ermittelt das Steuergerät 27, ob die Ladezeit für den Glättungskondensator 13 kleiner oder gleich einer voreingestellten Zeit TT1 ist. Dabei wird die Ladezeit des Glättungskondensators 13 durch ein Produkt aus der Ausgangsimpedanz der Stromquelle 11 und der Kapazität des Glättungskondensators 13 bestimmt. Die Ladezeit verkürzt sich also mit einer Abnahme der Kapazität des Glättungskondensators 13. Aus diesem Grund kann die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 durch die Ermittlung der zum Aufladen des Glättungskondensators 13 erforderlichen Ladezeit bestimmt werden.
Da eine Verschlechterung des Glättungskondensators 13 festgestellt wird, während es keine Leistungsabweichung des Motors 18 gibt, kann die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 beim Anfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 29 als Reaktion auf das Anfahren des Kraftfahrzeugs mit Genauigkeit festgestellt werden.
Wenn die Ladezeit TC kleiner oder gleich der voreingestellten Zeit TT1 ist (S42: JA), geht der Prozess zu Schritt S43 über. Wenn die Ladezeit TC die voreingestellte Zeit TT1 überschreitet (S42: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S48 über.
Im Schritt S48 wird, wenn der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 als Reaktion auf die Einstellung des Kraftfahrzeugs voreingestellt wird, zum Schritt S49 übergegangen.
Im Schritt S49 schaltet das Steuergerät 27 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
In den Schritten S43 bis S47 wird, ähnlich wie in den Schritten S10 bis S14 nach Ausführungsform 1, dann, wenn die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 mit dem Steuergerät 27 fortgesetzt und die Aluminiumoxidschicht repariert. Sinkt die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur unter die voreingestellte Temperatur TH1, schaltet das Steuergerät 27 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und trennt sie dadurch.
Nach der vorliegenden Ausführungsform wird die Verschlechterung des Glättungskondensators beim Anfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung, basierend auf der Ladezeit des Glättungskondensators, mit hoher Genauigkeit erkannt und bei einer Verschlechterung des Glättungskondensators die Aluminiumoxidschicht repariert, wodurch die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert und der für die Reparatur der Aluminiumoxidschicht erforderliche Stromverbrauch verringert wird.
Ausführungsform 5
In der Leistungsumwandlungsvorrichtung nach den Ausführungsformen 1 bis 4 wird die Aluminiumoxidschicht des Elektrolytkondensators, der als Glättungskondensator 13 verwendet wird, durch Anschluss der im Kraftfahrzeug montierten Stromquelle 11 und des Glättungskondensators 13 repariert. In den letzten Jahren hat sich im Automobilbereich die Zahl der Elektro- und Hybridfahrzeuge erhöht, die die Stromquelle mit Strom aus einer externen Stromquelle, aus im Kraftfahrzeug montierten Solarzellen oder aus der kommerziellen Wechselstromversorgung laden. Ebenso können andere Leistungsumwandlungsvorrichtungen, wie z.B. eine Klimaanlage, ein Aufzug usw., mit Strom aus einer externen Stromquelle, wie z.B. einer Solarzelle, versorgt werden.
So wird in der Ausführungsform 5 bei Anschluss der Leistungsumwandlungsvorrichtung an die externe Stromversorgung eine externe Stromversorgung, wie z.B. die übliche Wechselstromversorgung oder eine auf einem Kraftfahrzeug montierte Solarzelle, zur Reparatur der Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators 13 verwendet, anstatt die Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators 13 nur durch Anschluss der Stromquelle 11 des Kraftfahrzeugs und des Glättungskondensators 13 zu reparieren, wie in den Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben.
8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 39 gemäß Ausführungsform 5 zeigt.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 39 nach Ausführungsform 5 unterscheidet sich von der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 nach Ausführungsform 1 dadurch, dass die Leistungsumwandlungsvorrichtung 39 nach Ausführungsform 5 einen Verbindungsanschluss 23 und einen Verbindungsdetektor 24 und ein Steuergerät 37 anstelle des Temperatur-Detektors 15 und des Steuergeräts 17 enthält.
Der Verbindungsanschluss 23 ist an eine externe Stromversorgung 22 anschließbar, wie z.B. an die übliche Wechselstromversorgung oder an eine im Kraftfahrzeug montierte Solarzelle.
Der Verbindungsdetektor 24 erkennt, ob die externe Stromversorgung 22 an den Verbindungsanschluss 23 angeschlossen ist.
Wenn der Verbindungsdetektor 24 erkennt, dass die externe Stromversorgung 22 an den Verbindungsanschluss 23 angeschlossen ist, schaltet das Steuergerät 37 den Schalter 12 ein und verbindet so die externe Stromversorgung 22 und die Stromquelle 11 mit dem Glättungskondensator 13.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 39 gemäß Ausführungsform 5 darstellt.
Erkennt der Verbindungsdetektor 24 in Schritt S50 die Verbindung zwischen externer Stromversorgung 22 und Verbindungsanschluss 23, wird mit Schritt S51 fortgefahren.
Im Schritt S51 schaltet das Steuergerät 37 den Schalter 12 ein und verbindet damit die externe Stromversorgung 22 und die Stromquelle 11 mit dem Glättungskondensator 13.
Wenn der Verbindungsdetektor 24 in Schritt S52 feststellt, dass die Verbindung zwischen externer Stromversorgung 22 und Verbindungsanschluss 23 aufrechterhalten wird (S52: JA), bleibt der Schalter 12 eingeschaltet. Stellt der Verbindungsdetektor 24 fest, dass die Verbindung zwischen externer Stromversorgung 22 und Verbindungsanschluss 23 getrennt ist (S52: NEIN), wird mit Schritt S53 fortgefahren.
Im Schritt S53 schaltet das Steuergerät 37 den Schalter 12 aus und trennt damit die externe Stromversorgung 22 und die Stromquelle 11 vom Glättungskondensator 13, und die Steuerung endet.
Nach der vorliegenden Ausführungsform werden die Aluminiumoxidschicht mit Hilfe der externen Stromversorgung repariert und damit die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert.
Hier erfordert die Nutzung der externen Stromversorgung 22 auch Strom für die Reparatur des Glättungskondensators 13. So kann der Schalter 12 in Abhängigkeit von der Temperatur oder einem Verschlechterungszustand des Glättungskondensators 13, wie in den Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben, zum Schalten zwischen dem Verbinden / Trennen der externen Stromversorgung 22 und der Stromquelle 11 mit / von dem Glättungskondensator 13 gesteuert werden.
Ausführungsform 6
Wenn die Fahrzeit des Kraftfahrzeuges kurz ist oder das Kraftfahrzeug in einem kalten Klimagebiet fährt, kann möglicherweise die Umgebungstemperatur des Glättungskondensators 13 nicht auf 50 Grad Celsius oder mehr ansteigen, die für die Reparatur der Aluminiumoxidschicht geeignet ist. Daher wird in der Ausführungsform 6 eine Heizung eingebaut, die die Temperatur in der Umgebung des Glättungskondensators 13 erhöht, um die Temperatur des Glättungskondensators 13 auf eine Temperatur zu erhöhen, bei der die Aluminiumoxidschicht wirksam repariert werden kann.
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 gemäß Ausführungsform 6 zeigt.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 nach Ausführungsform 6 unterscheidet sich von der Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 nach Ausführungsform 1 dadurch, dass die Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 nach Ausführungsform 6 eine Heizung 25, die die Umgebung eines Kondensators 13 beheizt, und ein Steuergerät 47 anstelle des Steuergerätes 17 enthält.
Die Heizung 25 erhöht die Temperatur in der Umgebung des Glättungskondensators auf eine Temperatur, bei der die Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators 13 effizient repariert werden kann. Als Heizung 25 kann eine keramische Heizung, eine Kohle-Heizung, eine Mantel-Heizung, ein Peltier-Element usw. verwendet werden. Wenn die Heizung 25 direkt mit dem Glättungskondensator 13 in Kontakt kommt, kann die Heizung 25 durch die bei laufendem Kraftfahrzeug übertragenen Schwingungen beschädigt werden. Daher werden die Heizung 25 und der Glättungskondensator 13 nicht in direktem Kontakt miteinander vorgesehen. Die Heizung 25 wird jedoch so nahe wie möglich am Glättungskondensator 13 angeordnet, ohne ihn zu berühren, um den Glättungskondensator 13 wirksam zu erwärmen.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 gemäß Ausführungsform 6 darstellt.
Wenn in Schritt S60 der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 als Reaktion auf das Anhalten des Kraftfahrzeugs eingestellt wird, geht der Prozess zum Schritt S61 über.
Im Schritt S61 hält das Steuergerät 47 den EIN-Zustand des Schalters 12 aufrecht und setzt die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 fort.
Im Schritt S62 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S63 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich einer voreingestellten Temperatur TH1 ist (S63: JA), wird mit Schritt S64 fortgefahren. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als die voreingestellte Temperatur TH1 ist (S63: NEIN), geht der Prozess zum Schritt S67 über. Hier ist, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, die Temperatur TH1 vorzugsweise 50 Grad Celsius.
Im Schritt S64 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S65 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist (S65: JA), kehrt der Prozess zum Schritt S64 zurück. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als die voreingestellte Temperatur TH1 ist (S65: NEIN), geht der Prozess zum Schritt S66 über.
Im Schritt S66 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
In den Schritten S64 bis S66 werden, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, nach Beendigung der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 dann, wenn die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 so lange miteinander verbunden, bis die Temperatur TK unter die voreingestellte Temperatur TH1 absinkt.
Im Gegensatz dazu werden nach dem Stopp der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49, wenn die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 unter der voreingestellten Temperatur TH1 liegt, die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 vorübergehend voneinander getrennt und der Glättungskondensator 13 beheizt, wie im Folgenden gezeigt wird.
Im Schritt S67 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und trennt sie dadurch voneinander.
Im Schritt S68 schaltet das Steuergerät 47 die in der Nähe des Glättungskondensators 13 angebrachte Heizung 25 ein.
Im Schritt S69 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S70 fest, dass die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als eine voreingestellte Temperatur TH2 ist (S70: NEIN), kehrt der Prozess zum Schritt S69 zurück. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH2 ist (S70: JA), geht der Prozess zum Schritt S71 über. Wenn die Temperatur TK zu hoch ist, verdampft die Elektrolytlösung und die Verschlechterung des Glättungskondensators 13 schreitet fort. Daher ist es wünschenswert, dass die voreingestellte Temperatur TH1 in den Schritten S63, S65 etwa 50 Grad Celsius beträgt. Im Schritt S70, in dem der Schalter 12 ausgeschaltet ist, beträgt die voreingestellte Temperatur TH2 vorzugsweise 75 Grad Celsius.
Im Schritt S71 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12 ein, um die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 zu verbinden. Die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 waren vorher getrennt und der Glättungskondensator 13 wurde durch die Heizung 25 beheizt. Die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 werden dann verbunden, so dass die Aluminiumoxidschicht effizient repariert werden kann. Alternativ kann im Schritt S67 der Glättungskondensator 13 mit der Heizung 25 beheizt werden, ohne die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 voneinander zu trennen.
Im Schritt S72 startet das Steuergerät 47 einen Timer zum Zählen eines seit dem Einschalten des Schalters 12 verstrichenen Zeitintervalls.
Stellt das Steuergerät 47 in Schritt S73 fest, dass die seit dem Einschalten des Schalters 12 verstrichene Zeit, die ein Timerwert des Timers ist, eine voreingestellte Zeit TT2 überschritten hat (S73: JA), wird mit Schritt S74 fortgefahren. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die seit dem Einschalten des Schalters 12 verstrichene Zeit, die der Timerwert des Timers ist, kleiner als die voreingestellte Zeit TT2 ist (S73: NEIN), wird mit Schritt S73 fortgefahren. Hier sollte die voreingestellte Zeit TT2 vorzugsweise 30 Minuten betragen, um die Aluminiumoxidschicht ausreichend zu reparieren, wie in 2 dargestellt.
Im Schritt S74 schaltet das Steuergerät 47 die in der Nähe des Glättungskondensators 13 angebrachte Heizung 25 ab.
Im Schritt S75 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und trennt sie dadurch voneinander.
Nach der vorliegenden Ausführungsform kann je nach Einsatz des Gerätes, Umgebungsbedingungen etc. auch bei niedriger Temperatur des Glättungskondensators die Temperatur des Glättungskondensators durch die Heizung erhöht werden, wodurch die Aluminiumoxidschicht effizient repariert werden kann. Dadurch kann die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert werden.
Es sei erwähnt, dass selbst in dem Fall, in dem eine Verschlechterung des Glättungskondensators festgestellt wird und die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 nach dem Anhalten der Leistungsumwandlungsvorrichtung verbunden werden, wie in den Ausführungsformen 3, 4 beschrieben, wenn die Temperatur des Glättungskondensators niedriger als die voreingestellte Temperatur TH1 ist, die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform durch Beheizung des Glättungskondensators 13 durch die Heizung 25 und Verbindung der Stromquelle 11 mit dem Glättungskondensator 13 erzielt werden können.
Es sei erwähnt, dass auch im Falle des Anschlusses der externen Stromversorgung 22 an den Glättungskondensator 13, wie in Ausführungsform 5 beschrieben, bei niedriger Temperatur des Glättungskondensators die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform durch die Beheizung des Glättungskondensators durch die Heizung 25 und den Anschluss der externen Stromversorgung 22 und des Glättungskondensators 13 erzielt werden können.
Ausführungsform 7
In der Ausführungsform 1 werden nach Anhalten der Leistungsumwandlungsvorrichtung dann, wenn die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 fortgesetzt und die Aluminiumoxidschicht repariert. Aber selbst wenn die Temperatur des Glättungskondensators 13 unmittelbar nach dem Anhalten der Leistungsumwandlungsvorrichtung größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, beginnt die Umgebungstemperatur des Glättungskondensators 13 schließlich unmittelbar nach derjenigen der Leistungsumwandlungsvorrichtung zu sinken. Aus diesem Grund kann es je nach Umgebungsbedingungen und Betriebszustand der Leistungsumwandlungsvorrichtung vorkommen, dass nicht genügend Zeit für die Reparatur der Aluminiumoxidschicht zur Verfügung steht. So wird in der Ausführungsform 7, in der in 10 dargestellten Leistungsumwandlungsvorrichtung 49, der Glättungskondensator 13 durch die Heizung 25 so beheizt, dass die Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, die länger als eine voreingestellte Zeit TT3 ist. Dadurch kann die Aluminiumoxidschicht zuverlässiger repariert werden.
Genauer gesagt, verbindet das Steuergerät 47 nach der Einstellung des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 den Glättungskondensator 13 und die Stromquelle 11. Sinkt die vom Temperatur-Detektor 15 ermittelte Temperatur des Glättungskondensators 13 unter die voreingestellte Temperatur TH1 bis zum Ablauf der voreingestellten Zeit TT3, nachdem der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 gestoppt wurde, heizt das Steuergerät 47 den Glättungskondensator 13 länger als die voreingestellte Zeit TT3 auf, sodass die Temperatur des Glättungskondensators 13 höher als die voreingestellte Temperatur TH1 oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 gemäß Ausführungsform 7 darstellt.
Wenn im Schritt S81 der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung 49 als Reaktion auf das Anhalten des Kraftfahrzeugs voreingestellt wird, geht der Prozess zum Schritt S82 über.
Im Schritt S82 hält das Steuergerät 47 den EIN-Zustand des Schalters 12 aufrecht und setzt die Verbindung zwischen der Stromquelle 11 und dem Glättungskondensator 13 fort.
Im Schritt S83 startet das Steuergerät 47 einen Timer zum Zählen einer Zeitdauer, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist.
Im Schritt S84 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S85 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist (S85: JA), kehrt der Prozess zum Schritt S84 zurück. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als die voreingestellte Temperatur TH1 ist (S85: NEIN), geht der Prozess zum Schritt S86 über. Hier ist, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, die Temperatur TH1 vorzugsweise 50 Grad Celsius.
Im Schritt S86 unterbricht das Steuergerät 47 den Timer zum Zählen der Zeitdauer, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S87 fest, dass die Dauer, die der Timerwert des Timers ist, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist (S87: JA), geht der Prozess zum Schritt S88 über. Wenn das Steuergerät 47 feststellt, dass die Dauer, die der Zeitgeberwert des Timers ist, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, kleiner als die voreingestellte Zeit TT3 ist (S87: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S89 über.
Im Schritt S88 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
Im Schritt S89 schaltet das Steuergerät 47 die in der Nähe des Glättungskondensators 13 angebrachte Heizung 25 ab.
Im Schritt S90 erfasst der Temperatur-Detektor 15 die Temperatur TK des Glättungskondensators 13.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S91 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist (S91: JA), wird der Prozess im Schritt S92 fortgesetzt. Stellt das Steuergerät 47 fest, dass die vom Temperatur-Detektor 15 erfasste Temperatur TK des Glättungskondensators 13 kleiner als die voreingestellte Temperatur TH1 ist (S91: NEIN), geht der Prozess zum Schritt S90 zurück.
Im Schritt S92 lässt das Steuergerät 47 den Timer zur Zählung der Zeitdauer weiterzählen, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist.
Stellt das Steuergerät 47 im Schritt S93 fest, dass die Zeitdauer, die der Zeitgeberwert des Timers ist, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, die voreingestellte Zeit TT3 überschreitet (S93: JA), geht der Prozess zum Schritt S94 über. Wenn das Steuergerät 47 feststellt, dass die Zeitdauer, die der Zeitgeberwert des Timers ist, während der die Temperatur TK des Glättungskondensators 13 größer oder gleich der voreingestellten Temperatur TH1 ist, kleiner als die voreingestellte Zeit TT3 ist (S93: NEIN), wird mit Schritt S93 fortgefahren.
Im Schritt S94 schaltet das Steuergerät 47 die in der Nähe des Glättungskondensators 13 angebrachte Heizung 25 ab.
Im Schritt S95 schaltet das Steuergerät 47 den Schalter 12, der die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 verbindet, aus und beendet damit die Steuerung.
Auch wenn die Temperatur des Glättungskondensators aufgrund der Art der Anwendung und der Umgebungsbedingungen niedrig ist, kann nach der vorliegenden Ausführungsform die Aluminiumoxidschicht durch eine Erhöhung der Temperatur des Glättungskondensators durch die Heizung effizient repariert werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert werden.
Es sei erwähnt, dass auch in dem Fall, in dem eine Verschlechterung des Glättungskondensators festgestellt wird und die Stromquelle 11 und der Glättungskondensator 13 nach dem Anhalten der Leistungsumwandlungsvorrichtung, wie in den Ausführungsformen 3, 4 beschrieben, verbunden werden, wenn die Temperatur des Glättungskondensators unter die voreingestellte Temperatur TH1 sinkt, der Glättungskondensator 13 mit Heizung 25 beheizt werden kann, um die Stromquelle 11 und den Glättungskondensator 13 für eine bestimmte Zeit unter Beibehaltung der voreingestellten Temperatur TH1 zu verbinden, wodurch die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden.
Ausführungsform 8
In den Ausführungsformen 6, 7 werden eine Heizung angebracht und der Glättungskondensator durch die Heizung beheizt, um die Aluminiumoxidschicht des Glättungskondensators effizient zu reparieren. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Glättungskondensator durch einen Stromfluss durch den Glättungskondensator 13, durch die in 1 gezeigte Steuerung durch die Leistungsumwandlungsvorrichtung 19 unter Verwendung des Glättungskondensators 13 und der Wicklung des Motors 18, beheizt werden.
In der Ausführungsform 8 wird ein Synchronmotor, der als Motor für Elektrofahrzeuge verwendet wird, als Motor 18 eingesetzt. Als Motorsteuerung wird eine Vektorsteuerung verwendet. Bei der Vektorsteuerung wird der Motor auf der Grundlage der Drehmomentachse (q-Achse) und der Erregungsachse (d-Achse) gesteuert. Bei der Vektorsteuerung erzeugt der Motor ein Drehmoment, wenn ein Strom in der q-Achse fließt, während bei einem Stromfluss in der d-Achse kein Drehmoment erzeugt wird und der Motor 18 nicht rotiert.
13 ist ein Diagramm, das die Wellenformen der d-Achsen-Spannung Vd des Motors 18, des d-Achsen-Stromes Id des Motors 18 und des Stromes Ic des Glättungskondensators 13 gemäß Ausführungsform 8 zeigt.
Um den Glättungskondensator 13 zu beheizen, schaltet das Steuergerät 17 den Schalter 12 ein und verbindet die Stromquelle 11 mit dem Glättungskondensator 13. Das Steuergerät 17 steuert die im Leistungswandler 14 enthaltenen Schaltelemente 14a bis 14f. Das Steuergerät 17 stellt die Tastverhältnisse der Schaltelemente 14a bis 14f durch Schaltung des Leistungswandlers 14 ein, um eine bestimmte d-Achsen-Spannung Vd zu erzeugen.
Zunächst steuert das Steuergerät 17 bei T1 die Schaltelemente 14a bis 14f so, dass die d-Achsen-Spannung Vd auf dem Niveau H an den Motor 18 angelegt wird. Mit dem Anlegen der d-Achsen-Spannung Vd auf dem Niveau H steigt der d-Achsen-Strom Id, der durch die Wicklung des Motors 18 fließt, mit der Zeit an. Zu diesem Zeitpunkt wird die im Glättungskondensator 13 gespeicherte Energie an die Seite des Motors 18 abgegeben.
Entsprechend nimmt der Strom Ic des Glättungskondensators 13 mit der Zeit ab.
Als nächstes steuert das Steuergerät 17 bei T2 die Schaltelemente 14a bis 14f, um die d-Achsen-Spannung Vd auf dem Niveau L an den Motor 18 anzulegen. Mit dem Anlegen der d-Achsen-Spannung Vd auf dem Niveau L nimmt der d-Achsen-Strom Id durch die Wicklung des Motors 18 mit der Zeit ab, wobei die Energie zum Glättungskondensator 13 zurückkehrt. Mit anderen Worten, der Glättungskondensator 13 wird aufgeladen. Der Strom Ic des Glättungskondensators 13 steigt also an.
Die bei T1, T2 durchgeführten Operationen werden bei T3, T4 usw. wiederholt.
Wie oben beschrieben, werden die im Leistungswandler 14 enthaltenen Schaltelemente 14a bis 14f so gesteuert, dass der Vorgang der Entladung elektrischer Energie aus dem Glättungskondensator 13 zur Speicherung der elektrischen Energie in die Wicklung des Motors 18 und die Rückführung der im Motor 18 gespeicherten Energie zurück zum Glättungskondensator 13 zum Aufladen des Glättungskondensators 13 mit der Energie wiederholt wird. Beim Lade-/Entladevorgang des Glättungskondensators 13 erzeugt der Glättungskondensator 13 aufgrund des Innenwiderstands Wärme und ermöglicht so die Beheizung des Glättungskondensators 13.
Wenn die Temperatur des Glättungskondensators 13 zu hoch ist, verdampft die Elektrolytlösung im Glättungskondensator 13, was zu einem fortschreitenden Verfall des Glättungskondensators 13 führt. Die im Leistungswandler 14 enthaltenen Schaltelemente 14a bis 14f werden daher wünschenswerterweise so gesteuert, dass die Temperatur des Glättungskondensators 13 größer oder gleich 50 Grad Celsius und kleiner oder gleich 75 Grad Celsius ist.
Außerdem kann der Glättungskondensator in Kombination mit der in Ausführungsform 6, 7 beschriebenen Heizung beheizt werden.
Da die Beheizung des Glättungskondensators 13 nach Ausführungsform 8 den Strom steuert, der in der d-Achse fließt, in der kein Drehmoment erzeugt wird, kann dies auch bei stehendem Kraftfahrzeug erfolgen.
Ähnlich wie bei den Ausführungsformen 6, 7 wird der Glättungskondensator 13 bei Stillstand des Gerätes beheizt. Auch wenn die Temperatur des Glättungskondensators aufgrund der Art der Anwendung und der Umgebungsbedingungen niedrig ist, können die Temperatur des Glättungskondensators erhöht und die Aluminiumoxidschicht durch die Leistungsumwandlungsvorrichtung und die Wicklung des Motors effizient repariert werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Leistungsumwandlungsvorrichtung verlängert werden.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sollten in allen Aspekten nur als verdeutlichend und nicht als restriktiv angesehen werden.
Bezugszeichenliste

11: Stromquelle
12: Schalter
13: Glättungskondensator
14: Leistungswandler
14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f: Schaltelement
15: Temperatur-Detektor
17, 27, 37: Steuergerät
18: Motor
19, 29, 39, 49: Leistungsumwandlungsvorrichtung
20: Spannungsdetektor
22: externe Stromversorgung
24: Verbindungsdetektor
25: Heizung
23: Verbindungsanschluss
Da, Db, De, Dd, De, Df: Diode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006213483 A [0005]

Claims

Leistungsumwandlungsvorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Leistungswandler, der von einer Stromquelle zugeführte Leistung umwandelt; einen Glättungskondensator, der mit dem Leistungswandler verbunden ist; einen Schalter zum Verbinden und Trennen des Glättungskondensators und der Stromquelle; einen Detektor, der mindestens die Temperatur des Glättungskondensators und/oder die Spannung über den Glättungskondensator erfasst; und ein Steuergerät, das auf der Grundlage von durch den Detektor erhaltenen Daten den Schalter steuert, nachdem der Betrieb der Leistungsumwandlungsvorrichtung stoppt, wobei der Glättungskondensator mit einem Aluminium-Elektrolytkondensator oder einem hybriden Aluminium-Elektrolytkondensator aufgebaut ist.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Temperatur-Detektor enthält, der die Temperatur des Glättungskondensators misst, und das Steuergerät auf der Grundlage der vom Temperatur-Detektor erhaltenen Daten bestimmt, ob der Glättungskondensator und die Stromquelle miteinander verbunden werden sollen, und den Schalter nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung entsprechend dem Bestimmungsergebnis steuert.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die vom Temperatur-Detektor nach dem Anhalten des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, größer oder gleich einer voreingestellten Temperatur ist, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle verbunden werden, und wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung vom Temperatur-Detektor erfasst wird, unter der voreingestellten Temperatur liegt, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die vom Temperatur-Detektor bei der Inbetriebnahme der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, innerhalb eines voreingestellten Bereichs liegt: wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die vom Temperatur-Detektor nach dem Anhalten des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, größer oder gleich der voreingestellten Temperatur ist, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle verbunden werden; und wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung vom Temperatur-Detektor erfasst wird, unter der voreingestellten Temperatur liegt, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei dann, wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die bei der Inbetriebnahme der Leistungsumwandlungsvorrichtung vom Temperatur-Detektor erfasst wird, aus dem voreingestellten Bereich fällt, das Steuergerät den Schalter so ansteuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle nach Beendigung des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung voneinander getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Spannungsdetektor enthält, der die Spannung über dem Glättungskondensator misst, und das Steuergerät auf der Grundlage der vom Spannungsdetektor erhaltenen Daten bestimmt, ob der Glättungskondensator und die Stromquelle miteinander verbunden werden sollen, und den Schalter nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung entsprechend dem Bestimmungsergebnis steuert.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Detektor ferner einen Temperatur-Detektor enthält, der die Temperatur des Glättungskondensators misst, und dann, wenn die Spannungsvarianz über den Glättungskondensator, die vom Spannungsdetektor während des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung erfasst wird, größer oder gleich einer voreingestellten Spannungsvarianz ist: wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die durch den Temperatur-Detektor nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung erfasst wird, größer oder gleich einer voreingestellten Temperatur ist, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle verbunden werden; und wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung vom Temperatur-Detektor erfasst wird, unter der voreingestellten Temperatur liegt, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle voneinander getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei wenn die vom Spannungsdetektor während des Betriebes der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellte Spannungsabweichung über dem Glättungskondensator kleiner als die voreingestellte Spannungsabweichung ist, das Steuergerät den Schalter so ansteuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle nach Beendigung des Betriebes der Leistungsumwandlungsvorrichtung voneinander getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Detektor ferner einen Temperatur-Detektor enthält, der die Temperatur des Glättungskondensators misst, und wenn die Ladezeit für den Glättungskondensator, die mit dem Spannungsdetektor beim Start der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, kleiner oder gleich einer vorbestimmten Einstellzeit ist, wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die vom Temperatur-Detektor nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, größer oder gleich einer voreingestellten Temperatur ist, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle verbunden werden; und wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung vom Temperatur-Detektor erfasst wird, unter der voreingestellten Temperatur liegt, das Steuergerät den Schalter so steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle voneinander getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei dann, wenn die Ladezeit des Glättungskondensators, die mit dem Spannungsdetektor bei der Inbetriebnahme der Leistungsumwandlungsvorrichtung festgestellt wird, die voreingestellte Zeit überschreitet, das Steuergerät den Schalter so an steuert, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle nach Beendigung des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung voneinander getrennt werden.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, die Folgendes aufweist: einen Verbindungsdetektor, der feststellt, ob eine externe Stromversorgung an die Leistungsumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist, wobei das Steuergerät den Schalter einschaltet und die externe Stromversorgung und die Stromquelle mit dem Glättungskondensator verbindet, wenn der Verbindungsdetektor feststellt, dass die externe Stromversorgung an die Leistungsumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Temperatur-Detektor enthält, der die Temperatur des Glättungskondensators misst, und wenn die Temperatur des Glättungskondensators, die von dem Temperatur-Detektor nach dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung erfasst wird, unter einer voreingestellten Temperatur liegt, das Steuergerät: den Glättungskondensator und die Stromquelle voneinander trennt; den Glättungskondensator auf die voreingestellte Temperatur oder höher aufheizt, wonach der Schalter so gesteuert wird, dass der Glättungskondensator und die Stromquelle verbunden werden; und die Verbindung zwischen dem Glättungskondensator und der Stromquelle fortgesetzt wird, bis eine vorher festgelegte Zeit verstrichen ist.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Temperatur-Detektor enthält, der die Temperatur des Glättungskondensators misst und nach dem Stoppen der Leistungsumwandlungsvorrichtung das Steuergerät: den Glättungskondensator und die Stromquelle verbindet; und wenn die vom Temperatur-Detektor erfasste Temperatur des Glättungskondensators unter eine voreingestellte Temperatur absinkt, bevor eine voreingestellte Zeit seit dem Stoppen des Betriebs der Leistungsumwandlungsvorrichtung verstrichen ist, den Glättungskondensator so aufheizt, dass die Zeitdauer, während der die Temperatur des Glättungskondensators größer oder gleich der voreingestellten Temperatur ist, die voreingestellte Zeit überschreitet.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Leistungsumwandlungsvorrichtung eine Heizung zur Beheizung des Glättungskondensators aufweist.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Leistungsumwandlungsvorrichtung mit einem Motor verbunden ist, und das Steuergerät bewirkt, dass zwischen dem Glättungskondensator und einer Wicklung des Motors Energie wiederholt geladen und entladen wird, um den Glättungskondensator zu erwärmen.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Steuergerät die Auf- und Entladung der Energie zwischen dem Glättungskondensator und der Wicklung des Motors durch Variation der d-Achsen-Spannung des Motors bewirkt.