JP2001298990A - Inverter motor system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電流をインバ
ータにより多相交流に変換して多相交流電動機を駆動す
るインバータモータシステム、特に、多相交流電動機と
動作電圧の異なる電気的要素を備えたインバータモータ
システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter motor system for driving a polyphase AC motor by converting a direct current into a polyphase alternating current by an inverter, and more particularly to an inverter motor system having an electric element having an operating voltage different from that of the polyphase AC motor. Related to an inverter motor system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、この種のインバータモータシ
ステムとして、図４に示すような電気自動車の車両駆動
用のインバータモータシステムが知られている。高圧電
源によりインバータを介して車両駆動用電動機を駆動す
るこのシステム２は、多相交流電動機１４０と動作電圧
の異なる補機１５２および補機用電源１５１を接続す
る。補機駆動に必要な電圧は車両駆動用電圧より低いた
め、高圧電源１１０から一旦ＤＣ／ＤＣコンバータ１３
０により電圧を低下させ、このＤＣ／ＤＣコンバータ１
３０に対して補機用電源および補機を接続する。このよ
うな構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータを備える分、シス
テムの容積および重量が大きく、またシステムにおける
電力損失が大きいという問題があった。また、このよう
な構成でさらに動作電圧の異なる複数の電気的要素を接
続しようとすると、動作電圧の異なる分のＤＣ／ＤＣコ
ンバータがさらに必要となり、システムの容積、重量お
よび電力損失がより一層増大してしまうという問題があ
った。2. Description of the Related Art Conventionally, an inverter motor system for driving a vehicle of an electric vehicle as shown in FIG. 4 is known as this type of inverter motor system. In this system 2 that drives a vehicle drive motor via an inverter with a high-voltage power supply, a polyphase AC motor 140 is connected to an auxiliary machine 152 and an auxiliary machine power supply 151 having different operating voltages. Since the voltage necessary for driving the auxiliary equipment is lower than the vehicle driving voltage, the DC / DC converter 13
0, the voltage is reduced, and this DC / DC converter 1
A power supply for auxiliary equipment and auxiliary equipment are connected to 30. In such a configuration, there is a problem that the volume and weight of the system are large and the power loss in the system is large due to the provision of the DC / DC converter. Further, if a plurality of electrical elements having different operating voltages are to be connected in such a configuration, a DC / DC converter corresponding to a different operating voltage is further required, and the volume, weight and power loss of the system are further increased. There was a problem of doing it.
【０００３】これに対し、補機用電源をＤＣ／ＤＣコン
バータを介さずに高圧電源に接続するシステムとして、
特開平１１−１７８１１４号公報に開示される電気自動
車の電気システムが知られている。このシステムでは、
補機用電源が、電動機の複数の巻線の一端同士を接続し
てなる中性点と高圧電源の低圧側とに接続されている。
このようなシステム構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバー
タがない分、前述のシステムに比べてシステム容積およ
び重量を軽減することができる。On the other hand, as a system for connecting an auxiliary power supply to a high-voltage power supply without passing through a DC / DC converter,
An electric system for an electric vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-178114 is known. In this system,
An auxiliary power supply is connected to a neutral point connecting one ends of a plurality of windings of the electric motor and a low voltage side of the high voltage power supply.
According to such a system configuration, since there is no DC / DC converter, the system volume and weight can be reduced as compared with the above-described system.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−１７８１１４号公報に開示されるようなシステム
にあっては、電気的要素としての補機用電源を単に中性
点に接続するのみであったため、接続される電気的要素
の動作電圧は常にほぼ一定の範囲内の値とせざるを得
ず、稼働状況の変化する電気的要素に対しては、その稼
働状況に応じて動作効率を向上させることが困難であっ
た。また、動作電圧の異なる複数の電気的要素を接続し
ようとすると結局ＤＣ／ＤＣコンバータが必要となり、
その分、システムの容積、重量および電力損失が増大し
てしまうという問題があった。However, in the system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-178114, an auxiliary power supply as an electric element is simply connected to a neutral point. Therefore, the operating voltage of the connected electrical element must always be within a substantially constant range, and for an electrical element whose operating state changes, the operating efficiency is improved according to the operating state. It was difficult. In addition, when trying to connect a plurality of electrical elements having different operating voltages, a DC / DC converter is eventually required,
Accordingly, there is a problem that the volume, weight and power loss of the system increase.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本発明
によれば、インバータモータシステムは、前記直流電源
の高圧側または低圧側と、前記電動機の複数の巻線の一
端同士を接続してなる中性点とに接続され、電力を消
費、発生または蓄積する電気的要素と、前記直流電源の
高圧側または低圧側、あるいは前記中性点側への前記電
気的要素の接続／遮断を切り換える切換スイッチと、を
備え、インバータ制御部は、前記切換スイッチの接続／
遮断を切り換えるとともに、インバータを制御して前記
中性点電位を可変制御する。これにより、電気的要素に
印加する電圧あるいは供給する電流を自在に制御するこ
とができるため、電気的要素を適切に動作させ、システ
ムの動作効率をより向上することができる。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, according to the present invention, an inverter motor system connects a high voltage side or a low voltage side of the DC power supply to one end of a plurality of windings of the electric motor. An electric element that is connected to a neutral point and consumes, generates or stores power, and switches connection / disconnection of the electric element to the high voltage side or the low voltage side of the DC power supply, or to the neutral point side. A changeover switch, and the inverter control unit is configured to connect / select the changeover switch.
While switching off, the inverter is controlled to variably control the neutral point potential. Thus, the voltage applied to the electric element or the current to be supplied can be freely controlled, so that the electric element can be operated appropriately and the operation efficiency of the system can be further improved.
【０００６】また本発明では、前記インバータ制御部
は、前記電気的要素の稼働状況に応じて、切換スイッチ
の切換および／または中性点電位の可変制御を行うこと
が好適である。これにより、電気的要素の可動状況に応
じて適切に電気的要素を動作させ、システムの動作効率
をより向上することができる。In the present invention, it is preferable that the inverter control section performs switching of a changeover switch and / or variable control of a neutral point potential according to an operation state of the electric element. Thereby, the electric element is appropriately operated according to the movable state of the electric element, and the operation efficiency of the system can be further improved.
【０００７】また本発明では、前記電気的要素は、前記
直流電源の高圧側および低圧側の双方に前記切換スイッ
チを介して接続され、前記インバータ制御部は、前記電
気的要素が前記直流電源の高圧側あるいは低圧側のいず
れか一方に接続されるよう切換スイッチを制御すること
が好適である。これにより、電気的要素に印加する電圧
あるいは供給する電流を適切に切り換え、システムの動
作効率をより向上することができる。In the present invention, the electric element is connected to both the high voltage side and the low voltage side of the DC power supply via the changeover switch. It is preferable to control the changeover switch so as to be connected to either the high voltage side or the low voltage side. As a result, the voltage applied to the electric element or the current to be supplied is appropriately switched, and the operation efficiency of the system can be further improved.
【０００８】また本発明では、前記電気的要素に流れる
電流を保持して還流させる還流回路を備えることが好適
である。これにより、電力を無駄なく用いることができ
るため、システムの動作効率をより向上することができ
る。Further, in the present invention, it is preferable that a reflux circuit is provided for holding and refluxing the current flowing through the electric element. As a result, the power can be used without waste, and the operation efficiency of the system can be further improved.
【０００９】また本発明では、前記電気的要素を複数備
え、前記インバータ制御部は、各電気的要素の稼働状況
に応じて、その接続／遮断を切り換える前記切換スイッ
チをそれぞれ制御することが好適である。これにより、
複数種類の電気的要素をそれぞれ適切に制御することが
できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの数を低減してシス
テムの容積、重量あるいは電力損失を低減することがで
きるとともに、多種の電気的要素の動作に適用すること
ができ、システムの汎用性を向上することができる。Further, in the present invention, it is preferable that a plurality of the electric elements are provided, and the inverter control section controls the changeover switches for switching connection / disconnection according to the operation state of each electric element. is there. This allows
Since a plurality of types of electrical elements can be appropriately controlled, the number of DC / DC converters can be reduced to reduce the volume, weight or power loss of the system, and the operation of the various types of electrical elements can be reduced. And the versatility of the system can be improved.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるインバータ
モータシステムを燃料電池ハイブリッド電気自動車用イ
ンバータモータシステムに適用した本発明の実施の形態
について図面を参照しながら説明する。図１はインバー
タモータシステムの概略構成を示す回路図、図２は還流
回路の説明図を、また図３はインバータ制御部のブロッ
ク図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention in which an inverter motor system according to the present invention is applied to an inverter motor system for a fuel cell hybrid electric vehicle will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an inverter motor system, FIG. 2 is an explanatory diagram of a circulation circuit, and FIG. 3 is a block diagram of an inverter control unit.
【００１１】直流電源１０例えばニッケル水素二次電池
からの直流はインバータ２０により多相交流例えば三相
交流に変換され、多相交流電動機４０例えば三相交流電
動機は、この多相交流により駆動される。また、このシ
ステム１では、インバータ２０による零電圧ベクトルモ
ードの動作により、直流電源１０と燃料電池５１との間
で直流電力の授受を行うことができる。即ち、インバー
タ２０の制御により、電動機４０に対する電流を、燃料
電池５１側からも供給することができる。このようにし
て、本実施形態にかかるインバータモータシステム１
は、直流電源１０と燃料電池５１とから電動機４０に電
流を供給する燃料電池ハイブリッドシステムとして構成
されている。A DC power supply 10, for example, a DC from a nickel-metal hydride secondary battery is converted by an inverter 20 into a polyphase AC, for example, a three-phase AC, and a polyphase AC motor 40, for example, a three-phase AC motor, is driven by this polyphase AC. . Further, in the system 1, the DC power can be transferred between the DC power supply 10 and the fuel cell 51 by the operation of the inverter 20 in the zero voltage vector mode. That is, under the control of the inverter 20, a current for the electric motor 40 can be supplied from the fuel cell 51 side. Thus, the inverter motor system 1 according to the present embodiment
Is configured as a fuel cell hybrid system that supplies current to the electric motor 40 from the DC power supply 10 and the fuel cell 51.
【００１２】電動機４０の複数の巻線４１の一端同士は
互いに接続され中性点Ｎを構成している。直流電源の高
圧側または低圧側と中性点Ｎとには、電力を発生する電
気的要素例えば電源（５１，５４）、電力を消費する電
気的要素例えば負荷（５２，５３）、または電力を蓄積
する電気的要素例えばコンデンサが接続される。本実施
形態では、中性点Ｎと低圧側との間に、電源５１例えば
燃料電池、負荷５２例えば燃料電池の水素流量制御用の
ポンプ、負荷５３例えば燃料電池のメタノール改質器用
のヒータ、および電源５４例えば補機用電池を備える。One ends of a plurality of windings 41 of the electric motor 40 are connected to each other to form a neutral point N. The high-voltage side or low-voltage side of the DC power supply and the neutral point N are connected to an electrical element that generates power, for example, a power supply (51, 54), an electrical element that consumes power, for example, a load (52, 53), or power. An electrical element to be stored, for example a capacitor, is connected. In the present embodiment, between the neutral point N and the low pressure side, a power supply 51 such as a fuel cell, a load 52 such as a pump for controlling the hydrogen flow rate of the fuel cell, a load 53 such as a heater for a methanol reformer of the fuel cell, and The power supply 54 includes, for example, an auxiliary battery.
【００１３】また本実施形態にかかるシステム１は、直
流電源の高圧側または低圧側、あるいは前記中性点側へ
の電気的要素の接続／遮断を切り換える切換スイッチ
（６２，６３，６４ａ，６４ｂ）例えばＭＯＳＦＥＴを
備える。本実施形態では、負荷５２，５３と中性点Ｎ側
との接続／遮断をそれぞれ切り換える切換スイッチ（６
２，６３）、電源５４と高圧側との接続／遮断を切り換
える切換スイッチ６４ａ、および電源５４と低圧側との
接続／遮断を切り換える切換スイッチ６４ｂを備える。
これら切換スイッチ（６２，６３，６４ａ，６４ｂ）の
切り換えは、インバータ制御部３０により制御される。
この制御については後述する。また電源５４と直流電源
１０の高圧側および低圧側との接続／遮断を切り換える
二つの切換スイッチ６４ａ，６４ｂは、高圧側あるいは
低圧側のいずれか一方に接続されるよう、インバータ制
御部３０に制御される。Further, the system 1 according to the present embodiment has a changeover switch (62, 63, 64a, 64b) for switching connection / disconnection of an electric element to the high voltage side or low voltage side of the DC power supply, or to the neutral point side. For example, a MOSFET is provided. In the present embodiment, the changeover switch (6) that switches connection / disconnection between the loads 52 and 53 and the neutral point N side, respectively.
2, 63), a changeover switch 64a for switching between connection / disconnection between the power supply 54 and the high voltage side, and a changeover switch 64b for switching between connection / disconnection between the power supply 54 and the low voltage side.
Switching of these changeover switches (62, 63, 64a, 64b) is controlled by the inverter control unit 30.
This control will be described later. The two changeover switches 64a and 64b for switching connection / disconnection between the power supply 54 and the high voltage side and the low voltage side of the DC power supply 10 are controlled by the inverter control unit 30 so as to be connected to either the high voltage side or the low voltage side. Is done.
【００１４】各電気的要素（５２，５３，５４）と切換
スイッチ（６２，６３，６４ａ，６４ｂ）との間には、
コイル８０が設けられ、切換スイッチ（６２，６３，６
４ａ，６４ｂ）の切換により生じる電流／電圧の急激な
変化を平滑化する。そして、このコイル８０と電気的要
素（５２，５３）とのシリーズ接続部には、これと並列
に電圧の高い側から低い側への電流を抑制するダイオー
ド９０が接続される。このような構成により、図２に示
すように、切換スイッチ（６２，６３）を遮断した際
に、電流が電気的要素（５２，５３）、ダイオード９
０、およびコイル８０をこの順（図２の矢印の方向）に
流れる還流回路ＣＬが形成される。この際コイル８０は
還流電流を保持する作用を果たす。即ちこのような構成
により、電気的要素に流れる電流を保持して還流させる
ことができ、電力を無駄なく有効に利用することができ
る。なお、このダイオード９０に替えてインバータ制御
部３０に動作を制御される切換スイッチを備えてもよ
い。Between each electric element (52, 53, 54) and the changeover switch (62, 63, 64a, 64b),
A coil 80 is provided, and a changeover switch (62, 63, 6) is provided.
4a, 64b) smoothes a sudden change in current / voltage caused by the switching. Then, a diode 90 that suppresses a current from a high voltage side to a low voltage side is connected in parallel with the series connection portion between the coil 80 and the electric elements (52, 53). With such a configuration, as shown in FIG. 2, when the changeover switches (62, 63) are shut off, current is supplied to the electric elements (52, 53) and the diode 9
0, and a return circuit CL that flows through the coil 80 in this order (in the direction of the arrow in FIG. 2). At this time, the coil 80 functions to hold the return current. That is, with such a configuration, the current flowing through the electric element can be held and returned, and the power can be effectively used without waste. Note that, instead of the diode 90, a changeover switch whose operation is controlled by the inverter control unit 30 may be provided.
【００１５】インバータ制御部３０は、電動機４０の回
転制御の他、インバータ２０の制御により、中性点Ｎの
電位Ｖｎを可変制御するとともに、前記各切換スイッチ
（６２，６３，６４ａ，６４ｂ）の制御も行う。このイ
ンバータ制御部３０は、座標変換部３１、電流指令値算
出部３２、電気的要素制御部３３、電圧指令値算出部３
６、逆変換部３７、およびＰＷＭ変調部３８を備える。
図３を参照してこれらの制御について説明する。The inverter control unit 30 variably controls the potential Vn of the neutral point N under the control of the inverter 20 in addition to the rotation control of the electric motor 40, and controls the changeover switches (62, 63, 64a, 64b). Control is also performed. The inverter control unit 30 includes a coordinate conversion unit 31, a current command value calculation unit 32, an electric element control unit 33, a voltage command value calculation unit 3
6, an inverse converter 37, and a PWM modulator 38.
These controls will be described with reference to FIG.
【００１６】電流検出部２１により検出された電動機４
０の各相の通電電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃは座標変換部３１
に入力される。これらは、座標変換部３１において、界
磁磁極方向をｄ軸、またそれと直交する方向をｑ軸とす
るｄｑ座標系に座標変換され、ここで前記各軸の電流Ｉ
ｄ，Ｉｑと零相電流Ｉｏとが算出される。電流指令値算
出部３２は、前記電流Ｉｄ，Ｉｑと、外部例えば図示し
ないシステム制御部（ＥＣＵ）からのトルク指令値Ｔ＊
と、電動機４０の回転速度信号ωとに基づいて、電流指
令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を算出する。The electric motor 4 detected by the current detector 21
The currents Ia, Ib, and Ic of each phase of 0 are converted by the coordinate conversion unit 31.
Is input to These are coordinate-converted by the coordinate converter 31 into a dq coordinate system in which the direction of the field pole is the d-axis and the direction orthogonal thereto is the q-axis.
d, Iq and zero-phase current Io are calculated. The current command value calculation unit 32 calculates the currents Id and Iq and a torque command value T * from an external system control unit (ECU) (not shown) .
And the rotational speed signal ω of the electric motor 40 to calculate the current command values Id * and Iq * .
【００１７】電気的要素制御部３３には、座標変換部３
１において算出された零相電流Ｉｏ、直流電源電圧検出
部１１において検出された直流電源電圧Ｖｓ、直流電源
電流検出部１２において検出された直流電源電流Ｉｓ、
稼働状況検出部において検出された稼働状況信号（Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４；以下Ｐｉと記す）および、電気
的要素への出力指令信号（Ｐ１＊，Ｐ２＊，Ｐ３＊，Ｐ
４＊；以下Ｐｉ＊と記す）の各信号が入力される。ここ
で、稼働状況信号とは、電気的要素の出力状況を示す信
号であり、例えば、燃料電池５１の場合は燃料電池５１
の出力電圧、ポンプ５２の場合はポンプ５２の吐出流
量、ヒータ５３の場合は加熱部の温度、補機電池５４の
場合は補機電池の出力電圧である。また、出力指令信号
とは、外部例えばＥＣＵが各電気的要素に対して出力を
指令する信号である。The electric element control unit 33 includes a coordinate conversion unit 3
1, the DC power supply voltage Vs detected by the DC power supply voltage detector 11, the DC power supply current Is detected by the DC power supply current detector 12,
The operation status signal (P
1, P2, P3, P4; hereinafter referred to as Pi) and output command signals (P1 * , P2 * , P3 * , P) to the electric elements.
4 * ; hereinafter referred to as Pi * ). Here, the operation status signal is a signal indicating the output status of the electric element. For example, in the case of the fuel cell 51, the fuel cell 51
The output voltage of the pump 52, the discharge flow rate of the pump 52 for the pump 52, the temperature of the heating unit for the heater 53, and the output voltage of the auxiliary battery for the auxiliary battery 54. The output command signal is a signal that externally, for example, an ECU commands an output to each electric element.
【００１８】この電気的要素制御部３３は、零相電流指
令値Ｉｏ＊を算出する零相電流指令値算出部３４と、各
切換スイッチ（６２，６３，６４ａ，６４ｂ）を切換制
御するスイッチング信号（Ｓ２，Ｓ３，・・・；以下Ｓ
ｉと記す）を算出するスイッチング信号算出部３５とを
備える。このうち零相電流指令値算出部３４は、電気的
要素制御部３３に対して入力される前記各信号に応じ
て、即ち、直流電源および各電気的要素の稼働状況に応
じて、中性点Ｎの電位Ｖｎを定める零相電流指令値Ｉｏ
＊を算出する。より具体的には、例えば、検出された直
流電源電圧Ｖｓが所定値より低い値であった場合には、
燃料電池５１からの出力を増加させるよう、零相電流指
令値Ｉｏ＊を決定する。また、出力指令信号Ｐｉ＊およ
び稼働状況信号Ｐｉを受け取ってこれらを比較し、電気
的要素の出力が出力指令に見合った大きさとなっていな
い場合には、該電気的要素の出力を指令に適合させるよ
う、零相電流指令値Ｉｏ＊を決定する。例えば、ポンプ
５２の吐出流量を増大させる出力指令信号Ｐ２＊を受
け、稼働状況信号Ｐ２が出力指令信号Ｐ２＊より低い吐
出流量値を示す場合には、ポンプ５２への印加電圧が増
大するよう、即ち中性点Ｎの電位Ｖｎが高くなるよう、
零相電流指令値Ｉｏ＊を決定する。The electrical element control unit 33 includes a zero-phase current command value calculation unit 34 for calculating a zero-phase current command value Io *, and a switching signal for switching and controlling each of the changeover switches (62, 63, 64a, 64b). (S2, S3, ...; hereinafter S
switching signal calculation unit 35 that calculates the switching signal. Among them, the zero-phase current command value calculation unit 34 determines the neutral point according to each of the signals input to the electric element control unit 33, that is, according to the operation state of the DC power supply and each electric element. Zero-phase current command value Io that determines potential Vn of N
* Is calculated. More specifically, for example, when the detected DC power supply voltage Vs is lower than a predetermined value,
The zero-phase current command value Io * is determined so as to increase the output from the fuel cell 51. Also, the output command signal Pi * and the operation status signal Pi are received and compared. If the output of the electric element is not the magnitude corresponding to the output command, the output of the electric element is adapted to the command. The zero-phase current command value Io * is determined so as to perform the control. For example, when the output command signal P2 * for increasing the discharge flow rate of the pump 52 is received and the operation status signal P2 indicates a discharge flow value lower than the output command signal P2 * , the voltage applied to the pump 52 is increased. That is, the potential Vn of the neutral point N is increased.
The zero-phase current command value Io * is determined.
【００１９】また、スイッチング信号算出部３５は、電
気的要素制御部３３に対して入力される前記各信号に応
じて、即ち、直流電源および各電気的要素の稼働状況に
応じて、スイッチング信号Ｓｉを算出する。より具体的
には、出力指令信号Ｐｉ＊および稼働状況信号Ｐｉを受
け取ってこれらを比較し、電気的要素の出力が出力指令
に見合った大きさとなっていない場合には、該電気的要
素の出力を指令に適合させるよう、スイッチング信号Ｓ
ｉを決定する。例えば、ヒータ５３の出力を増大させる
出力指令信号Ｐ３＊を受け、稼働状況信号Ｐ３がそれに
出力指令信号Ｐ３＊より低い出力値を示す場合には、ヒ
ータ５３への印加電圧を増加してヒータ５３の出力が増
大するよう、即ち、スイッチ６３の中性点Ｎ側との接続
時間を長くするようにスイッチング信号Ｓ３を決定す
る。Further, the switching signal calculation unit 35 changes the switching signal Si according to the signals input to the electric element control unit 33, that is, according to the operation status of the DC power supply and each electric element. Is calculated. More specifically, the output command signal Pi * and the operation status signal Pi are received and compared, and if the output of the electric element is not the magnitude corresponding to the output command, the output of the electric element is output. So that the switching signal S
Determine i. For example, when an output command signal P3 * for increasing the output of the heater 53 is received and the operation status signal P3 indicates an output value lower than the output command signal P3 * , the voltage applied to the heater 53 is increased to increase the heater 53. The switching signal S3 is determined so that the output of the switch 63 increases, that is, the connection time with the neutral point N side of the switch 63 is lengthened.
【００２０】電圧指令値算出部３６は、電流指令値算出
部３２において算出されたＩｄ＊，Ｉｑ＊と、零相電流
指令値算出部３４において算出されたＩｏ＊とに基づい
て電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊，Ｖｏ＊を算出する。即ち
ここで、この零相電流指令値Ｉｏ＊に基づいて中性点Ｎ
の電位Ｖｎに対応する指令値であるＶｏ＊が算出され
る。次いで逆変換部３７において、これら電圧指令値Ｖ
ｄ＊，Ｖｑ＊，Ｖｏ＊が座標変換された各相に対する電
圧指令値Ｖａ＊，Ｖｂ＊，Ｖｃ＊が算出され、ＰＷＭ変
調部３８において、これらに基づいてインバータ２０の
各相に対するスイッチング信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが算出
される。The voltage command value calculator 36 calculates a voltage command value Vd based on Id * and Iq * calculated by the current command value calculator 32 and Io * calculated by the zero-phase current command value calculator 34. * , Vq * , Vo * are calculated. That is, the neutral point N is determined based on the zero-phase current command value Io *.
Vo *, which is a command value corresponding to the potential Vn, is calculated. Next, in the inverse converter 37, these voltage command values V
Voltage command values Va * , Vb * , and Vc * for each phase obtained by converting d * , Vq * , and Vo * into coordinates are calculated, and the PWM modulation section 38 uses the switching signal Sa for each phase of the inverter 20 based on these. , Sb, Sc are calculated.
【００２１】システムに電力を発生する電気的要素例え
ば電源を接続する場合には、前述した中性点Ｎの電位Ｖ
ｎの可変制御により、その電源の電圧と、電源接続部間
の電位差（即ち直流電源１０の高圧側あるいは低圧側と
中性点Ｎ側との電位差）との関係に応じて、電源を通過
する電流の大きさを制御することができる。即ち、例え
ば、中性点Ｎと直流電源１０の低圧側との電位差が、電
源例えば補機電池５４の電圧より高くなるよう中性点Ｎ
の電位Ｖｎを制御した場合には、補機電池５４に流れ込
む電流は増大し補機電池５４の充電量が増大する。逆
に、中性点Ｎと直流電源１０の低圧側との電位差が、補
機電池５４の電圧より低くなるよう中性点Ｎの電位Ｖｎ
を制御した場合には、補機電池５４に流れ込む電流は減
少し補機電池５４の充電量が減少する。即ち、電源の充
電必要量に応じて充電量を制御することができるので、
電力効率を向上することができる。When an electric element for generating electric power, such as a power supply, is connected to the system, the potential V of the neutral point N described above is used.
With the variable control of n, the power is passed according to the relationship between the voltage of the power supply and the potential difference between the power supply connection parts (that is, the potential difference between the high voltage side or low voltage side of the DC power supply 10 and the neutral point N side). The magnitude of the current can be controlled. That is, for example, the neutral point N is set so that the potential difference between the neutral point N and the low voltage side of the DC power supply 10 becomes higher than the voltage of the power supply, for example, the auxiliary battery 54.
Is controlled, the current flowing into the auxiliary battery 54 increases, and the charge amount of the auxiliary battery 54 increases. Conversely, the potential Vn of the neutral point N is set so that the potential difference between the neutral point N and the low voltage side of the DC power supply 10 becomes lower than the voltage of the auxiliary battery 54.
Is controlled, the current flowing into the auxiliary battery 54 decreases, and the charge amount of the auxiliary battery 54 decreases. That is, since the charge amount can be controlled according to the charge amount of the power supply,
Power efficiency can be improved.
【００２２】なお、本発明は前述の実施形態には限られ
ない。前述の実施形態では、電気的要素を中性点Ｎと直
流電源の低圧側とを接続するように設けたが、これを、
中性点Ｎと直流電源の高圧側とを接続するように設けて
もよい。また、中性点Ｎと高圧側とを接続する電気的要
素と、中性点Ｎと低圧側とを接続する電気的要素とを混
在させてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, the electric element is provided so as to connect the neutral point N and the low voltage side of the DC power supply.
The neutral point N may be connected to the high voltage side of the DC power supply. Further, an electric element connecting the neutral point N and the high voltage side and an electric element connecting the neutral point N and the low voltage side may be mixed.
【００２３】接続可能な電気的要素としては様々なもの
があり得る。電力を発生する電源としては、前述の燃料
電池あるいはニッケル水素電池の他、種々の化学電池
（例えばリチウムイオン電池、鉛電池等）、あるいは交
流電源などを接続することができる。これら電源は、充
電が可能か否かに拘わらず適用可能である。また電力を
消費する負荷としては、例えばＥＨＣヒータ、あるいは
ＡＣ１００Ｖ電源用トランスなども接続可能である。ま
た、電力を蓄積する要素としては、例えば電気二重層コ
ンデンサなどを接続することも可能である。There are various types of connectable electrical elements. As a power source for generating electric power, in addition to the above-described fuel cell or nickel-metal hydride battery, various chemical batteries (for example, a lithium ion battery, a lead battery, or the like) or an AC power source can be connected. These power supplies can be applied regardless of whether charging is possible or not. As a load that consumes power, for example, an EHC heater or a transformer for an AC 100 V power supply can be connected. Further, as an element for storing power, for example, an electric double layer capacitor or the like can be connected.
【００２４】また、電気的要素のシステムへの接続を、
インバータ制御部３０に制御される複数の切換スイッチ
により、中性点Ｎ側、高圧側、および低圧側のうちの任
意の二つとの接続に選択的に切り換え自在な回路構成と
してもよい。このような構成によれば、該切換スイッチ
の制御により複数レベルの電位差を電気的要素に対して
印加することができ、さらに効率よく制御を行うことが
できる。Also, the connection of the electrical elements to the system
A plurality of changeover switches controlled by the inverter control unit 30 may have a circuit configuration capable of selectively switching connection to any two of the neutral point N side, the high voltage side, and the low voltage side. According to such a configuration, a plurality of levels of potential differences can be applied to the electric element by controlling the changeover switch, and control can be performed more efficiently.
【００２５】また、中性点Ｎの電位Ｖｎは様々な値に設
定することが可能であり、中性点Ｎと直流電源１０の高
圧側との間の電位差と、中性点Ｎと直流電源の低圧側と
の間の電位差とを異なる値として設定することができ
る。これにより、各電位差に応じた適切な電気的要素を
システムに組み込むことができる。またさらに、前述し
た中性点Ｎ側、高圧側、および低圧側のうちの任意の二
つに選択的に接続する切換スイッチを設ければ、設定可
能な電位差レベルの数をさらに増大させることができる
ため、本システムに適用可能な電気的要素を増加させ、
システムサイズの低減あるいは電力効率の向上を図るこ
とができる。The potential Vn of the neutral point N can be set to various values. The potential difference between the neutral point N and the high voltage side of the DC power supply 10 and the potential difference between the neutral point N and the DC power supply And the potential difference between the low voltage side and the low voltage side can be set as different values. Thereby, an appropriate electric element according to each potential difference can be incorporated in the system. Further, by providing a changeover switch selectively connected to any two of the above-described neutral point N side, high voltage side, and low voltage side, the number of settable potential difference levels can be further increased. To increase the number of electrical elements applicable to the system,
The system size can be reduced or the power efficiency can be improved.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インバータモータシステムに接続する電気的要素に印加
する電圧あるいは供給する電流を自在に制御することが
できるため、電気的要素を適切に動作させ、システムの
動作効率をより向上することができる。また、多種多様
な電気的要素を組み込むことができるため、電気システ
ムのコンパクト化および省電力化を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Since the voltage applied to the electric elements connected to the inverter motor system or the supplied current can be freely controlled, the electric elements can be operated appropriately, and the operation efficiency of the system can be further improved. Further, since various electric elements can be incorporated, the electric system can be reduced in size and power can be saved.
【図１】 本発明の実施形態にかかるインバータモータ
システムの概略構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of an inverter motor system according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施形態にかかる電気的要素に流れ
る電流を保持して還流させる還流回路を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a return circuit that holds and returns a current flowing through an electric element according to the embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施形態にかかるインバータ制御部
のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an inverter control unit according to the embodiment of the present invention.
【図４】 従来のインバータモータシステムを示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a conventional inverter motor system.
１ インバータモータシステム、１０ 直流電源、２０
インバータ、３０インバータ制御部、４０ 多相交流
電動機、４１ 巻線、５１，５２，５３，５４ 電気的
要素、６２，６３，６４ａ，６４ｂ 切換スイッチ、Ｃ
Ｌ 還流回路、Ｎ 中性点。1 Inverter motor system, 10 DC power supply, 20
Inverter, 30 inverter control unit, 40 polyphase AC motor, 41 winding, 51, 52, 53, 54 electric element, 62, 63, 64a, 64b changeover switch, C
L reflux circuit, N neutral point.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 一成 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大谷 裕樹 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 佐々木 正一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 石川 哲浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小松 雅行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 AA00 AA05 5H576 AA15 BB02 BB03 CC04 CC05 CC09 DD02 EE01 EE11 GG04 GG05 HA03 HB01 LL22 LL24 LL43 LL49 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazunari Moriya 41, Chuchu-ji, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. No. 41, Chochu-Yokomichi 1 Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Sasaki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Tetsuhiro Ishikawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Address Toyota Motor Corporation (72) Inventor Masayuki Komatsu 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 3D035 AA00 AA05 5H576 AA15 BB02 BB03 CC04 CC05 CC09 DD02 EE01 EE11 GG04 GG05 HA03 HB01 LL22 LL24 LL43 LL49
Claims (5)
交流に変換するインバータと、前記インバータを制御す
るインバータ制御部と、インバータで生成された多相交
流により駆動される多相交流電動機と、を有するインバ
ータモータシステムにおいて、 前記直流電源の高圧側または低圧側と、前記電動機の複
数の巻線の一端同士を接続してなる中性点とに接続さ
れ、電力を消費、発生または蓄積する動作の少なくとも
一つを行う電気的要素と、 前記直流電源の高圧側または低圧側、あるいは前記中性
点側への前記電気的要素の接続／遮断を切り換える切換
スイッチと、を備え、 前記インバータ制御部は、前記切換スイッチの接続／遮
断を切り換えるとともに、前記インバータを制御して前
記中性点電位を可変制御することを特徴とするインバー
タモータシステム。1. A DC power supply, an inverter for converting DC from a DC power supply to a polyphase AC, an inverter control unit for controlling the inverter, and a polyphase AC motor driven by the polyphase AC generated by the inverter An inverter motor system comprising: a high-voltage side or a low-voltage side of the DC power supply, and a neutral point formed by connecting one end of a plurality of windings of the electric motor to consume, generate, or store power. An electrical element that performs at least one of the following operations: a changeover switch that switches connection / disconnection of the electrical element to a high voltage side or a low voltage side of the DC power supply, or to the neutral point side; The control unit switches connection / disconnection of the changeover switch and controls the inverter to variably control the neutral point potential. Barta motor system.
素の稼働状況に応じて、切換スイッチの切換および／ま
たは中性点電位の可変制御を行うことを特徴とする請求
項１に記載のインバータモータシステム。2. The inverter according to claim 1, wherein the inverter control unit performs switching of a changeover switch and / or variable control of a neutral point potential according to an operation state of the electric element. Motor system.
側および低圧側の双方に前記切換スイッチを介して接続
され、 前記インバータ制御部は、前記電気的要素が、前記直流
電源の高圧側あるいは低圧側のいずれか一方に接続され
るよう切換スイッチを制御することを特徴とする請求項
１または２に記載のインバータモータシステム。3. The high-voltage side of the DC power supply, wherein the electric element is connected to both the high-voltage side and the low-voltage side of the DC power supply via the changeover switch. 3. The inverter motor system according to claim 1, wherein the switch is controlled to be connected to one of the low-voltage side. 4.
還流させる還流回路を備えることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載のインバータモータシステム。4. A recirculation circuit for retaining a current flowing through the electric element and recirculating the current.
4. The inverter motor system according to any one of claims 1 to 3.
ータ制御部は、各電気的要素の稼働状況に応じて、その
接続／遮断を切り換える前記切換スイッチをそれぞれ制
御することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記
載のインバータモータシステム。5. The apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of said electric elements, wherein said inverter control unit controls said changeover switch for switching connection / disconnection according to the operation state of each electric element. 5. The inverter motor system according to any one of 2 to 4.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106983A JP2001298990A (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Inverter motor system |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001298990A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065628A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power outputting device and vehicle mounting it, control method, storing medium and program for the power outputting device, drive device and vehicle mounting it, and, control method, storing medium and program for the drive device |
| EP1832459A1 (en) * | 2002-07-12 | 2007-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and system for detecting the disconnection of an auxiliary power supply from a poly-phase motor |
| JP2009234436A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular control device, electric vehicle, and method for detecting trouble of vehicular control device |
| JP2009234437A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular control device, electric vehicle, and method for detecting trouble of vehicular control device |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000106983A patent/JP2001298990A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065628A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power outputting device and vehicle mounting it, control method, storing medium and program for the power outputting device, drive device and vehicle mounting it, and, control method, storing medium and program for the drive device |
| US7120037B2 (en) | 2001-02-14 | 2006-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power outputting device and vehicle mounting it, control method, storing medium and program for the power outputting device, drive device and vehicle mounting it, and, control method, storing medium and program for the drive device |
| EP1832459A1 (en) * | 2002-07-12 | 2007-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and system for detecting the disconnection of an auxiliary power supply from a poly-phase motor |
| CN100369348C (en) * | 2002-07-12 | 2008-02-13 | 丰田自动车株式会社 | Method and system for detecting the disconnection of an auxiliary power supply from a poly-phase motor |
| JP2009234436A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular control device, electric vehicle, and method for detecting trouble of vehicular control device |
| JP2009234437A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular control device, electric vehicle, and method for detecting trouble of vehicular control device |
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