JP2005168262A - Temperature detecting device for electric motor inverter circuit - Google Patents

Temperature detecting device for electric motor inverter circuit Download PDF

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JP2005168262A JP2003407480A JP2003407480A JP2005168262A JP 2005168262 A JP2005168262 A JP 2005168262A JP 2003407480 A JP2003407480 A JP 2003407480A JP 2003407480 A JP2003407480 A JP 2003407480A JP 2005168262 A JP2005168262 A JP 2005168262A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature detecting device for an electric motor inverter circuit that is of a simple structure and capable of detecting inverter temperature highly accurately. <P>SOLUTION: This invention relates to the temperature detecting device that detects the temperature of the electric motor inverter circuit provided with a series connection circuit of a transistor for the upper arm side and another transistor for the lower arm side on each phase of a three-phase synchronous motor and with a parasitic diode on each transistor. A forward voltage of the parasitic diode and a current flowing in the parasitic diode are detected. These values of the detected forward voltage and the current flowing in the parasitic diode are applied to a prescribed operational expression to detect the temperature of the transistors and thereby the temperature of the inverter. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動機を駆動する際に用いるインバータ回路の温度を検出する温度検出装置に関する。   The present invention relates to a temperature detection device that detects the temperature of an inverter circuit used when driving an electric motor.

電動機を駆動するために用いるインバータにおいては、該インバータが有するスイッチング素子の温度異常を検出するために、インバータ筐体近傍に温度検出器を配設し、該温度検出器にて検出された温度が所定の温度以上となった場合に、電動機トルク制限を行う等により、スイッチング素子を保護するようにしている。(例えば、特開平11−341884号公報参照)
特開平11−341884号公報
In an inverter used to drive an electric motor, a temperature detector is disposed in the vicinity of the inverter housing in order to detect a temperature abnormality of a switching element included in the inverter, and the temperature detected by the temperature detector is When the temperature exceeds a predetermined temperature, the switching element is protected by limiting the motor torque. (For example, refer to JP-A-11-341884)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-341884

このようなインバータに用いられる温度検出器は、スイッチング素子の温度をより高精度に検出するために、各スイッチング素子の近傍に設けることが望ましい。しかしながら、このような方法を採用すると、温度検出器を複数個設ける必要があるので、コストアップに繋がり、また、インバータ筐体内のレイアウトが複雑になる等の問題が発生する。   The temperature detector used in such an inverter is desirably provided in the vicinity of each switching element in order to detect the temperature of the switching element with higher accuracy. However, when such a method is adopted, it is necessary to provide a plurality of temperature detectors, leading to an increase in cost and problems such as a complicated layout in the inverter housing.

この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で且つ高精度にインバータ温度を検出することのできる電動機用インバータ回路の温度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to provide a temperature of an inverter circuit for an electric motor that can detect an inverter temperature with a simple configuration and high accuracy. It is to provide a detection device.

上記目的を達成するため、本発明は、上アーム側スイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子との直列接続回路を電動機の各相毎に備えると共に、前記各スイッチング素子毎に寄生ダイオードを備える電動機用インバータ回路のを検出する温度検出装置において、前記寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段を有する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a series connection circuit of an upper arm side switching element and a lower arm side switching element for each phase of the motor, and for a motor having a parasitic diode for each switching element. The temperature detection device for detecting the inverter circuit has voltage detection means for detecting a forward voltage of the parasitic diode.

また、前記寄生ダイオードに流れる電流を検出するダイオード電流検出手段と、少なくとも前記電圧検出手段にて検出された順方向電圧、及び前記電流検出手段にて検出された電流に基づいて、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備える。   Further, a diode current detection means for detecting a current flowing through the parasitic diode, at least a forward voltage detected by the voltage detection means, and a current detected by the current detection means, Temperature detecting means for detecting temperature.

本発明に係る電動機用インバータ回路の温度検出装置では、電圧検出手段にて検出される寄生ダイオードの順方向電圧と、電流検出手段にて検出される寄生ダイオードに流れる電流とに基づいて、該寄生ダイオードの温度、ひいてはスイッチング素子の温度を求めることができるので、従来のように大がかりな温度検出器を搭載することなく、極めて簡単な構成でインバータ回路の温度を検出することができる。また、各寄生ダイオード毎の温度検出が可能となるので、個々のスイッチング素子についての温度データに基づく極めて高精度な温度検出が可能となる。   In the temperature detection apparatus for an inverter circuit for an electric motor according to the present invention, the parasitic voltage is detected based on the forward voltage of the parasitic diode detected by the voltage detection means and the current flowing in the parasitic diode detected by the current detection means. Since the temperature of the diode and thus the temperature of the switching element can be obtained, the temperature of the inverter circuit can be detected with a very simple configuration without mounting a large-scale temperature detector as in the prior art. Further, since temperature detection can be performed for each parasitic diode, temperature detection can be performed with extremely high accuracy based on temperature data for each switching element.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電動機用インバータ回路の温度検出装置が適用される、3相同期モータの電流制御システムの構成を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current control system for a three-phase synchronous motor to which a temperature detection device for an inverter circuit for an electric motor according to an embodiment of the present invention is applied.

同図に示すように、この電流制御システムは、3相同期モータ(電動機;138)に流す電流を調整することにより、その回転駆動を制御するものであり、上アーム側3個、及び下アーム側3個(上アーム、下アームについては後述する)の合計6個のトランジスタ(IGBT或いはMOS−FET等;スイッチング素子)を備えるインバータ(011)と、インバータ(011)が有する各トランジスタの駆動を制御するトランジスタ駆動器(100)と、3相同期モータ(138)に流れるU相、V相、W相の各相に流れる電流値iu,iv,iwを検出する電流センサ(135〜137)と、該電流センサ(135〜137)で検出された電流値iu,iv,iwに基づいて、電流の極性を判定する極性判定器(電流極性検出手段;131)と、を備えている。   As shown in the figure, this current control system controls the rotational drive by adjusting the current flowing through the three-phase synchronous motor (electric motor; 138), and includes three upper arm sides and a lower arm. Inverter (011) having a total of six transistors (IGBT or MOS-FET, etc .; switching elements) on the three sides (upper arm and lower arm will be described later), and driving each transistor included in the inverter (011) A transistor driver (100) to be controlled, and current sensors (135 to 137) for detecting current values iu, iv and iw flowing in the U-phase, V-phase and W-phase flowing in the three-phase synchronous motor (138). A polarity determination unit (current polarity detection means; 1) for determining the polarity of the current based on the current values iu, iv, iw detected by the current sensors (135-137) And includes 1), the.

更に、トランジスタ駆動器(100)、インバータ(011)、及び極性判定器(131)の各出力信号に基づいて、インバータ(011)が有する各トランジスタの温度を監視し、温度が所定の温度よりも高いと判断された際には、出力制限信号twaを出力する温度監視器(125)と、3相同期モータ(138)の回転角度を検出する角度検出センサ(012)とを備えている。   Further, based on the output signals of the transistor driver (100), the inverter (011), and the polarity determiner (131), the temperature of each transistor included in the inverter (011) is monitored, and the temperature is lower than a predetermined temperature. When it is determined that the temperature is high, a temperature monitor (125) that outputs an output restriction signal twa and an angle detection sensor (012) that detects the rotation angle of the three-phase synchronous motor (138) are provided.

極性判定器(131)は、各電流値iu,iv,iwに基づいて、U相の極性判定信号spnu、V相の極性判定信号spnv、及びW相の極性判定信号spnwを生成し、これらの各信号を温度監視器(125)、及び後述するPWM制御器(010)に出力する。   The polarity determiner (131) generates a U-phase polarity determination signal spnu, a V-phase polarity determination signal spnv, and a W-phase polarity determination signal spnw based on the current values iu, iv, and iw. Each signal is output to a temperature monitor (125) and a PWM controller (010) described later.

温度監視器(125)は、極性判定器(131)より出力される極性判定信号spnu,spnv,spnw、及び3相同期モータ(138)に流れる電流値iu,iv,iw、及びU相,V相,W相の各電圧値vu,vv,vw、及び後述するPWM制御部(010)より出力される電圧指令信号に基づいて、インバータ(011)が有する各トランジスタの温度を監視し、検出温度が所定の温度よりも高いと判断された場合には、出力制限信号twaを出力する。   The temperature monitor (125) includes polarity determination signals spnu, spnv, spnw output from the polarity determiner (131), and current values iu, iv, iw flowing through the three-phase synchronous motor (138), and U phase, V The temperature of each transistor of the inverter (011) is monitored based on the voltage values vu, vv, vw of the phase and W phase and a voltage command signal output from the PWM control unit (010) described later, and the detected temperature Is determined to be higher than the predetermined temperature, an output restriction signal twa is output.

トランジスタ駆動器(100)は、各電流センサ(135〜137)で検出された3相の交流電流値iu,iv,iwを、角度検出センサ(012)より得られる基準位相角θreの情報を用いて3相/2相変換を行い、2相の直流電流値id,iqを出力する3相交流2相直流変換器(015)を備えている。この3相交流2相直流変換器(015)は、下記の(1)式を用いて直流電流値id,iqを算出する。

Figure 2005168262
The transistor driver (100) uses the information on the reference phase angle θre obtained from the angle detection sensor (012) for the three-phase alternating current values iu, iv, iw detected by the current sensors (135-137). And a three-phase / two-phase DC converter (015) that performs three-phase / two-phase conversion and outputs two-phase DC current values id and iq. This three-phase AC to two-phase DC converter (015) calculates DC current values id and iq using the following equation (1).
Figure 2005168262

また、3相交流2相直流変換器(015)で求められた電流値id,iq、及び2相の電流指令値として与えられるd軸方向の電流指令値id*、及びq軸方向の電流指令値iq*に基づいて、比例積分制御によりd軸方向の電圧指令値vd*、及びq軸方向の電圧指令値vq*を生成する電流PI制御部(003)を備えている。   Further, the current values id and iq obtained by the three-phase AC to two-phase DC converter (015), the d-axis direction current command value id * given as the two-phase current command value, and the q-axis direction current command. Based on the value iq *, a current PI control unit (003) is provided that generates a voltage command value vd * in the d-axis direction and a voltage command value vq * in the q-axis direction by proportional-integral control.

更に、角度検出センサ(012)より求められる基準位相角θreに基づいて、指令位相角θre*を求める位相角補正部(017)と、この指令位相角θre*、及び電圧指令値vd*,vq*に基づき、2相/3相変換を行ってU相の電圧指令値vu*、V相の電圧指令値vv*、W相の電圧指令値vw*を求める2相直流3相交流変換器(006)と、を備えている。ここで、指令位相角θre*は、2相直流3相交流変換器(006)が電圧指令値を出力する時点における位相角である。   Further, based on the reference phase angle θre obtained from the angle detection sensor (012), the phase angle correction unit (017) for obtaining the command phase angle θre *, the command phase angle θre *, and the voltage command values vd *, vq 2-phase / 3-phase AC converter (2 phase / 3 phase AC converter) to obtain U phase voltage command value vu *, V phase voltage command value vv *, and W phase voltage command value vw * based on * 006). Here, the command phase angle θre * is a phase angle at the time when the two-phase DC to three-phase AC converter (006) outputs a voltage command value.

そして、2相直流3相交流変換器(006)は、下記の(2)式を用いて3相電圧指令値vu*,vv*,vw*を算出する。

Figure 2005168262
Then, the two-phase DC to three-phase AC converter (006) calculates the three-phase voltage command values vu *, vv *, vw * using the following equation (2).
Figure 2005168262

また、上記の(2)式で求められた各電圧指令値vu*,vv*,vw*、及び極性判定器(131)より出力される極性判定信号spnu,spnv,spnw、及び温度監視器(125)より出力される出力制限信号twaに基づいて、インバータ(011)が有する6個のトランジスタを駆動させるための電圧指令信号(suup,sudm,svup,svdm,swup,swdm)を生成して出力するPWM制御器(010)を備えている。   Further, the voltage command values vu *, vv *, vw * obtained by the above equation (2), the polarity determination signals spnu, spnv, spnw output from the polarity determination unit (131), and the temperature monitor ( 125) Based on the output limit signal twa output from 125), voltage command signals (sup, sudm, svup, svdm, swup, swdm) for driving the six transistors of the inverter (011) are generated and output. A PWM controller (010) is provided.

図2は、図1に示したインバータ(011)の詳細な構成を示す回路図である。同図に示すように、インバータ(011)は、U相の上アームとなるトランジスタtruup、U相の下アームとなるトランジスタtrudm、V相の上アームとなるトランジスタtrvup、V相の下アームとなるトランジスタtrvdm、W相の上アームとなるトランジスタtrwup、W相の下アームとなるトランジスタtrwdmの、6個のトランジスタ(IGBT或いはMOS−FET等)を備えている。また、図2では、図1で省略していた各電流センサ(135〜137)の出力信号から電流値を検出する電流検出器(ダイオード電流検出手段;130)が示されている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the inverter (011) shown in FIG. As shown in the figure, the inverter (011) is a transistor trup that is the upper arm of the U phase, a transistor trdm that is the lower arm of the U phase, a transistor trvup that is the upper arm of the V phase, and a lower arm of the V phase. Six transistors (IGBT, MOS-FET, etc.) are provided, which are a transistor trvdm, a transistor trwup that is an upper arm of the W phase, and a transistor trwdm that is a lower arm of the W phase. 2 shows a current detector (diode current detecting means; 130) that detects a current value from the output signal of each current sensor (135 to 137) omitted in FIG.

トランジスタtruupとtrudmは直列接続され、truupは正側直流電源線vdc(+)に接続され、trudmは負側直流電源線vdc(−)に接続されている。また、トランジスタtruupの制御入力端子は、PWM制御器(010)に接続され、前述した電圧指令信号suupが供給される。同様に、トランジスタtrudmの制御入力端子は、PWM制御器(010)に接続され、電圧指令信号sudmが供給される。そして、各トランジスタtruupとtrudmとの接続点は、3相同期モータ(138)のU相入力端子に接続され、且つ、温度監視器(125)に接続されている。これにより、温度監視器(125)には、U相に供給される電圧vuが供給される。   The transistors trup and trdm are connected in series, trup is connected to the positive direct current power supply line vdc (+), and true is connected to the negative direct current power supply line vdc (−). The control input terminal of the transistor trup is connected to the PWM controller (010) and supplied with the voltage command signal suup. Similarly, the control input terminal of the transistor trdm is connected to the PWM controller (010) and supplied with the voltage command signal sudm. The connection point between the transistors trup and trdm is connected to the U-phase input terminal of the three-phase synchronous motor (138) and also to the temperature monitor (125). Thereby, the voltage vu supplied to the U-phase is supplied to the temperature monitor (125).

更に、トランジスタtruupは寄生ダイオードduupを有しており、同様にトランジスタtrudmは寄生ダイオードdudmを有している。   Further, the transistor trup has a parasitic diode duup, and similarly the transistor trdm has a parasitic diode dudm.

また、V相のトランジスタtrvupは寄生ダイオードdvupを有し、trvdmは寄生ダイオードdvdmを有し、W相のトランジスタtrwupは寄生ダイオードdwupを有し、trwdmは寄生ダイオードdwdmを有している。なお、V相のトランジスタtrvup,trvdm、及びW相のトランジスタtrwup,trwdmについても、上述したU相のトランジスタと同様の接続関係を有するので、詳細な接続関係の説明を省略する。   The V-phase transistor trvup has a parasitic diode dvup, the trvdm has a parasitic diode dvdm, the W-phase transistor trwup has a parasitic diode dwup, and the trwdm has a parasitic diode dwdm. The V-phase transistors trvup and trvdm and the W-phase transistors trwup and trwdm have the same connection relationship as the above-described U-phase transistor, and thus detailed description of the connection relationship is omitted.

図3は、本実施形態に係る電動機用インバータ回路の温度検出装置としての、温度監視器(125)の詳細な構成を示すブロック図である。なお、同図では代表的にU相に係る処理系統についてのみ記載している。従って、実際にはV相、及びW相についても同様の処理系統を備えている。   FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a temperature monitor (125) as a temperature detection device of the inverter circuit for an electric motor according to the present embodiment. In the figure, only the processing system related to the U phase is shown as a representative. Accordingly, the same processing system is actually provided for the V phase and the W phase.

図3に示すように、温度監視器(125)は、アナログマルチプレクサ(316)と、電圧検出器(電圧検出手段;300)と、マップ(312)と、乗算器(302)と、比較器(304)と、立ち上がりエッジ検出器(310),(311)と、セレクタ(314)と、ラッチ器(306)と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the temperature monitor (125) includes an analog multiplexer (316), a voltage detector (voltage detection means; 300), a map (312), a multiplier (302), and a comparator ( 304), rising edge detectors (310) and (311), a selector (314), and a latch device (306).

アナログマルチプレクサ(316)は、電源線vdc(+),vdc(−)の信号と、極性判定信号spnuとを入力し、この極性判定信号spnuが正の場合には、負側直流電源線vdc(−)の信号を出力信号mulとして出力し、他方、極性判定信号spnuが負の場合には、正側直流電源線vdc(+)の信号を出力信号mulとして出力する。   The analog multiplexer (316) receives the signals of the power supply lines vdc (+) and vdc (−) and the polarity determination signal spnu. When the polarity determination signal spnu is positive, the negative side DC power supply line vdc ( When the polarity determination signal spnu is negative, the signal of the positive DC power supply line vdc (+) is output as the output signal mul.

電圧検出器(300)は、U相線の電圧vuと、アナログマルチプレクサ(316)より出力される信号mulとを入力し、入力される各信号に基づいて、後述する電位差ΔVf1、及びΔVf2を求め、これを信号vuoとして出力する。   The voltage detector (300) receives the voltage vu of the U-phase line and the signal mul output from the analog multiplexer (316), and obtains potential differences ΔVf1 and ΔVf2 to be described later based on the input signals. This is output as a signal vuo.

マップ(312)は、U相電流iuとトランジスタ温度Tとの関係をマップ化して記憶し、入力されるU相電流iuに基づき、電子素量q,ボルツマン定数k,及びトランジスタの逆飽和電流を用いることにより、信号lniuを出力する。なお、この信号lniuの算出方法については後述する。   The map (312) maps and stores the relationship between the U-phase current iu and the transistor temperature T. Based on the input U-phase current iu, the electron elementary quantity q, the Boltzmann constant k, and the reverse saturation current of the transistor are stored. By using this, the signal lniu is output. A method for calculating the signal lnuu will be described later.

乗算器(302)は、マップ(312)の出力信号lniuと電圧検出器(300)の出力信号vuoを入力し、これらの乗算値(vuo)×(lniu)を算出し、算出結果をトランジスタの絶対温度を示す信号vutとして出力する。即ち、マップ(312)及び乗算器(302)が、請求項に示した温度検出手段に対応する。   The multiplier (302) receives the output signal lniu of the map (312) and the output signal vuo of the voltage detector (300), calculates a multiplication value (vuo) × (lniu), and calculates the calculation result of the transistor. Output as a signal vut indicating the absolute temperature. That is, the map (312) and the multiplier (302) correspond to the temperature detecting means described in the claims.

比較器(304)は、乗算器(302)より出力される信号vutと、トランジスタの温度異常判定値tthとを入力してこれらを比較し、その結果トランジスタ温度が温度異常判定値tthよりも上回ったものと判断された場合には、異常検出信号tigを出力する。   The comparator (304) inputs the signal vut output from the multiplier (302) and the transistor temperature abnormality determination value tth and compares them, and as a result, the transistor temperature exceeds the temperature abnormality determination value tth. If it is determined that the error has occurred, an abnormality detection signal tig is output.

立ち下がりエッジ検出器(310)は、P側(上アーム側)トランジスタtruupへの電圧指令信号suupを入力し、この信号の立ち下がりが検出された際に、立ち下がりエッジ検出信号suupeを出力する。また、立ち下がりエッジ検出器(311)は、N側(下アーム側)トランジスタtrudmへの電圧指令信号sudmを入力し、この信号の立ち下がりが検出された際に、立ち下がりエッジ検出信号sudmeを出力する。   The falling edge detector (310) inputs the voltage command signal sup to the P side (upper arm side) transistor trup, and outputs a falling edge detection signal sup when the falling of this signal is detected. . The falling edge detector (311) inputs the voltage command signal sudm to the N side (lower arm side) transistor trdm, and when the falling edge of this signal is detected, the falling edge detection signal sudme is output. Output.

セレクタ(314)は、極性判定信号spnuと、立ち下がりエッジ検出器(310),(311)より出力される立ち下がり検出信号suupe,sudmeを入力し、U相電流iuの極性が正の場合には、立ち下がりエッジ検出信号suupeを出力し、負の場合には、立ち下がりエッジ検出信号sudmeを出力するように選択処理を行い、選択した信号をlach信号として出力する。   The selector (314) receives the polarity determination signal spnu and the falling detection signals supe and sudme output from the falling edge detectors (310) and (311), and the polarity of the U-phase current iu is positive. Outputs a falling edge detection signal supe, and if negative, performs a selection process to output a falling edge detection signal sudme, and outputs the selected signal as a lac signal.

ラッチ器(306)は、比較器(304)の出力信号tigと、セレクタ(314)より出力されるlach信号を入力し、lach信号の立ち下がりエッジ毎に、信号tigをラッチし、得られる信号を出力制限信号twaとして、トランジスタ駆動器(100)に出力する。   The latch unit (306) receives the output signal tig of the comparator (304) and the lac signal output from the selector (314), latches the signal tig at each falling edge of the lac signal, and obtains a signal Is output to the transistor driver (100) as an output limiting signal twa.

次に、上述したインバータ(011)の動作及び温度監視器(125)における温度検出動作について説明する。図4は、U相電流が正である場合の、U相のトランジスタtruup,trudmの直列接続回路に流れる電流を示す説明図であり、図5は、このときの電圧指令信号suup,sudm、及びU相と3相同期モータ(138)の中性点との間の電圧vunの変化を示すタイミングチャートである。   Next, the operation of the inverter (011) and the temperature detection operation in the temperature monitor (125) will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the current flowing through the series connection circuit of the U-phase transistors trup and trdm when the U-phase current is positive, and FIG. 5 shows the voltage command signals suup, sudm, and It is a timing chart which shows change of voltage vun between the neutral point of U phase and a three phase synchronous motor (138).

U相電流の極性が正である場合、即ち、図4に示す符号Y1或いはY2のように、トランジスタ側からモータ側に電流が流れている場合には、P側(上アーム側)トランジスタtruupの電圧指令信号suupがオン指令信号を出力しているT1期間(図5参照)だけ、P側トランジスタtruupがオンとなり、電圧vunはvun1となる。このとき、U相電流iuは、正側直流電源線vdc(+)からP側トランジスタtruupを介して、3相同期モータ(138)のU相電極へと流れる(矢印Y1)。   When the polarity of the U-phase current is positive, that is, when a current is flowing from the transistor side to the motor side as indicated by symbol Y1 or Y2 in FIG. 4, the P-side (upper arm side) transistor trup The P-side transistor trup is turned on and the voltage vun is vun1 only during the T1 period (see FIG. 5) during which the voltage command signal suup is outputting the on command signal. At this time, the U-phase current iu flows from the positive DC power supply line vdc (+) to the U-phase electrode of the three-phase synchronous motor (138) via the P-side transistor trup (arrow Y1).

次いで、電圧指令信号suupがオンからオフに変化すると、P側トランジスタtruupは、オン状態からオフ状態に切り替わり、所定のデッドタイムT2が経過した後、N側(下アーム側)トランジスタtrudmの電圧指令信号sudmがオン指令となる。これにより、N側トランジスタtrudmがオン状態となる。   Next, when the voltage command signal suup changes from on to off, the P-side transistor trup switches from the on-state to the off-state, and after a predetermined dead time T2 has elapsed, the voltage command of the N-side (lower arm side) transistor trdm The signal sudm is an on command. As a result, the N-side transistor trdm is turned on.

この際、電圧vunはvun1からvun2へと変化し、U相電流iuは、負荷直流電源線vdc(−)から、N側トランジスタtrudmに付加されている寄生ダイオードdudmを介して、3相同期モータ(138)のU相電極へと流れる(矢印Y2)。   At this time, the voltage vun changes from vun1 to vun2, and the U-phase current iu is supplied from the load DC power supply line vdc (−) via the parasitic diode dudm added to the N-side transistor trdm. It flows to the U-phase electrode of (138) (arrow Y2).

そして、電圧指令信号sudmがオン指令を出力しているT3期間だけ、電圧指令信号sudmのオン制御信号により、N側トランジスタtrudmがオンとなる。このT3期間中は、電圧vunはvun2を維持し、U相電流iuは負荷直流電源線vdc(−)からN側の寄生ダイオードdudmを介して、3相同期モータ(138)のU相電極へと流れる。   Then, the N-side transistor “trudm” is turned on by the ON control signal of the voltage command signal “sudm” only during the period T3 during which the voltage command signal “sudm” is outputting the on command. During this T3 period, the voltage vun maintains vun2, and the U-phase current iu passes from the load DC power supply line vdc (−) to the U-phase electrode of the three-phase synchronous motor (138) via the N-side parasitic diode dudm. And flow.

その後、N側トランジスタtrudmの電圧指令信号sudmがオンからオフに変化すると、N側トランジスタtrudmはオン状態からオフ状態に切り替わり、所定のデッドタイムT4が経過した後、P側トランジスタtruupの電圧指令信号suupがオン指令となり、P側トランジスタtruupがオンとなる。このデッドタイムT4の間においても、電圧vunはvun2となっており、U相電流iuは、負側直流電源線vdc(−)からN側トランジスタtrudmに寄生したダイオードdudmを介して、3相同期モータ(138)のU相電極へと流れる。   Thereafter, when the voltage command signal sudm of the N-side transistor trdm changes from on to off, the N-side transistor trdm switches from the on state to the off state, and after a predetermined dead time T4 has elapsed, the voltage command signal of the P-side transistor trup “sup” is an ON command, and the P-side transistor “trup” is turned on. Even during the dead time T4, the voltage vun is vun2, and the U-phase current iu is synchronized with the three-phase via the diode dudm parasitic to the N-side transistor trdm from the negative-side DC power supply line vdc (−). It flows to the U-phase electrode of the motor (138).

つまり、電圧指令信号suupがオンからオフに切り替わる際のデッドタイムT2、及び電圧指令信号sudmがオンからオフに切り替わる際のデッドタイムT4の双方において、電圧vunの値はvun2となる。   That is, the value of the voltage vun is vun2 in both the dead time T2 when the voltage command signal suup switches from on to off and the dead time T4 when the voltage command signal sudm switches from on to off.

ここで、上述した電圧vun2は、寄生ダイオードdudmの順方向電圧であることから、(−1/2)×vdc(−)の電位に対して、ΔVf1だけオフセットした電圧となり、この電圧ΔVf1と寄生ダイオードdudmの絶対温度Tとの関係は、以下に示す(3)式となる。   Here, since the voltage vun2 described above is a forward voltage of the parasitic diode dudm, the voltage is offset by ΔVf1 with respect to the potential of (−1/2) × vdc (−). The relationship with the absolute temperature T of the diode dudm is expressed by the following equation (3).

ΔVf1=k×(T/q)×ln(iu/Is) ・・・(3)
但し、qは電子素量、kはボルツマン定数、Isはトランジスタの逆飽和電流、lnは対数記号である。
ΔVf1 = k × (T / q) × ln (iu / Is) (3)
Where q is the elementary electron quantity, k is the Boltzmann constant, Is is the reverse saturation current of the transistor, and ln is a logarithmic symbol.

次に、図6、図7を参照して、U相電流の極性が負である場合、即ち、図6の矢印Y3或いはY4に示すように、3相同期モータ(138)側からトランジスタ側に電流が流れる場合について説明する。   Next, referring to FIGS. 6 and 7, when the polarity of the U-phase current is negative, that is, from the three-phase synchronous motor (138) side to the transistor side as shown by the arrow Y3 or Y4 in FIG. A case where current flows will be described.

この場合には、P側(上アーム側)トランジスタtruupの電圧指令信号suupがオン指令信号を出力している間、即ち、図7に示すT5期間は、P側トランジスタtruupがオンとなり、U相と3相同期モータ(138)の中性点との間の電圧vunは、vun3となり、U相電流iuは3相同期モータ(138)のU相からP側トランジスタtruupに付加されている寄生ダイオードduupを介して、正側直流電源線vdc(+)へと流れる(矢印Y3)。   In this case, while the voltage command signal sup of the P side (upper arm side) transistor trup outputs the on command signal, that is, during the period T5 shown in FIG. 7, the P side transistor trup is turned on and the U phase And the neutral point of the three-phase synchronous motor (138) is vun3, and the U-phase current iu is a parasitic diode added to the P-side transistor trup from the U-phase of the three-phase synchronous motor (138). It flows to the positive DC power supply line vdc (+) through the dup (arrow Y3).

次いで、P側トランジスタtruupの電圧指令信号suupが、オン指令からオフ指令に変化すると、P側トランジスタtruupは、オン状態からオフ状態に切り替わり、所定のデッドタイムT6が経過した後、N側(下アーム側)トランジスタtrudmの電圧指令信号sudmがオン指令になり、N側トランジスタtrudmはオン状態となる。   Next, when the voltage command signal sup of the P-side transistor trup changes from the on command to the off command, the P-side transistor trup switches from the on state to the off state, and after a predetermined dead time T6 has elapsed, the N side (lower Arm side) The voltage command signal sudm of the transistor trdm is turned on, and the N side transistor trdm is turned on.

このデッドタイムT6期間においても、U相と3相同期モータ(138)の中性点との間の電圧vunはvun3を維持し、U相電流iuは3相同期モータ(138)のU相からP側トランジスタtruupに付加されている寄生ダイオードduupを介して、正側直流電源線vdc(+)へと流れる。   Also during this dead time T6, the voltage vun between the U phase and the neutral point of the three-phase synchronous motor (138) maintains vun3, and the U-phase current iu is from the U phase of the three-phase synchronous motor (138). The current flows to the positive DC power supply line vdc (+) via the parasitic diode dup added to the P-side transistor trup.

そして、デッドタイムT6が経過すると、N側トランジスタtrudmの電圧指令信号sudmがオン指令信号を出力しているT7期間だけ、N側トランジスタtrudmがオンとなる。この際は、U相と3相同期モータ(138)の中性点との間の電圧vunはvun4となり、U相電流iuは3相同期モータ(138)のU相電極からN側トランジスタtrudmを介して、負側直流電源線vdc(−)へと流れる(矢印Y4)。   When the dead time T6 elapses, the N-side transistor trdm is turned on only during the period T7 during which the voltage command signal sudm of the N-side transistor trdm outputs an on-command signal. At this time, the voltage vun between the U-phase and the neutral point of the three-phase synchronous motor (138) is vun4, and the U-phase current iu is supplied from the U-phase electrode of the three-phase synchronous motor (138) to the N-side transistor trdm. To the negative side DC power supply line vdc (−) (arrow Y4).

その後、T7期間が経過すると、N側トランジスタtrudmの電圧指令信号sudmがオン指令からオフ指令に切り替わり、N側トランジスタtrudmがオフとなり、所定のデッドタイムT8の経過後、P側トランジスタtruupがオンとなる。この際は、U相と中性点との間の電圧vunはvun3となり、U相電流iuは、3相同期モータ(138)のU相からP側トランジスタtruupに付加した寄生ダイオードduupを介して、正側直流電源線vdc(+)へと流れる。   Thereafter, when the T7 period elapses, the voltage command signal sudm of the N-side transistor trdm switches from an on command to an off command, the N-side transistor trdm turns off, and after a predetermined dead time T8, the P-side transistor trup is turned on. Become. At this time, the voltage vun between the U-phase and the neutral point is vun3, and the U-phase current iu is supplied from the U-phase of the three-phase synchronous motor (138) via the parasitic diode dup added to the P-side transistor trup. , Flows to the positive DC power supply line vdc (+).

つまり、電圧指令信号suupがオンからオフに切り替わる際のデッドタイムT6、及び電圧指令信号sudmがオンからオフに切り替わる際のデッドタイムT8の双方において、電圧vunの値はvun3となる。   That is, the value of the voltage vun is vun3 in both the dead time T6 when the voltage command signal suup is switched from on to off and the dead time T8 when the voltage command signal sudm is switched from on to off.

ここで、上述の電圧vun3は、寄生ダイオードduupの順方向電圧であるので、(1/2)×vdc(+)の電位に対して、ΔVf2だけオフセットした電圧となる。ここで、オフセット電圧Vf2は、上述した(3)式により算出することができる。こうして、オフセット電圧ΔVf1,ΔVf2が求められた。   Here, since the voltage vun3 is a forward voltage of the parasitic diode dup, the voltage is offset by ΔVf2 with respect to the potential of (1/2) × vdc (+). Here, the offset voltage Vf2 can be calculated by the above-described equation (3). Thus, the offset voltages ΔVf1 and ΔVf2 were obtained.

なお、ここではインバータ(011)が有するU相についての、上アーム側トランジスタtruup、及び下アーム側トランジスタtrudmの動作について説明したが、V相、W相についても同様であるので、その動作説明を省略する。   Here, the operation of the upper arm side transistor trup and the lower arm side transistor trdm for the U phase of the inverter (011) has been described. However, the same applies to the V phase and the W phase. Omitted.

次に、図3に示した温度監視器(125)の処理動作について説明する。アナログマルチプレクサ(316)に、正側直流電源線vdc(+)の信号、及び負側直流電源線vdc(−)の信号が与えられ、更に、極性判定器(131)よりの極性判定信号spnuが与えられると、該アナログマルチプレクサ(316)は、極性判定信号sunpが正である場合には、vdc(−)を出力信号mulとして出力し、負である場合には、vdc(+)を出力信号mulとして出力する。   Next, the processing operation of the temperature monitor (125) shown in FIG. 3 will be described. The analog multiplexer (316) is supplied with the signal of the positive DC power supply line vdc (+) and the signal of the negative DC power supply line vdc (−), and further receives the polarity determination signal spnu from the polarity determiner (131). When given, the analog multiplexer (316) outputs vdc (−) as the output signal mul when the polarity determination signal sunp is positive, and outputs vdc (+) as the output signal when it is negative. Output as mul.

また、電圧検出器(300)には、U相線の電圧信号vu、及び出力信号mulが与えられ、これらを減算することにより、オフセット電圧ΔVf1,ΔVf2(図5,7参照)を算出し、算出結果を信号vuoとして出力する。   The voltage detector (300) is supplied with the U-phase line voltage signal vu and the output signal mul, and subtracts them to calculate the offset voltages ΔVf1 and ΔVf2 (see FIGS. 5 and 7). The calculation result is output as a signal vuo.

他方、マップ(312)には、以下に示す(4)式にて示されるluiuの値がマップ化されて記憶されている。   On the other hand, in the map (312), the value of luiu represented by the following equation (4) is mapped and stored.

lniu=(q/k)×1/{ln(iu/Is)} ・・・(4)
但し、qは電子素量、kはボルツマン定数、Isはトランジスタの逆飽和電流、lnは対数記号である。なお、(4)式は、前述した(3)式の両辺を絶対温度Tで除し、且つ、逆数をとることで容易に求められる。即ち、lniu=T/ΔVf1である。
lniu = (q / k) × 1 / {ln (iu / Is)} (4)
Where q is the elementary electron quantity, k is the Boltzmann constant, Is is the reverse saturation current of the transistor, and ln is a logarithmic symbol. The equation (4) can be easily obtained by dividing both sides of the above-described equation (3) by the absolute temperature T and taking the reciprocal. That is, lnuu = T / ΔVf1.

そして、マップ(312)にU相電流iuが入力されると、上記(4)式に基づいて、lniuが求められ、この出力信号lniuは乗算器(302)に供給される。乗算器(302)は、この信号lniuと、電圧検出器(300)より出力される信号vuoを乗じる。ここで、電圧検出器(300)より出力される信号vuoは、上述したように、オフセット電圧ΔVf1,ΔVf2であるので、この乗算結果vutは、寄生ダイオードduup或いはdudmの絶対温度Tとなる。そして、この信号vutを比較器(304)に出力する。   Then, when the U-phase current iu is input to the map (312), lniu is obtained based on the above equation (4), and this output signal lniu is supplied to the multiplier (302). The multiplier (302) multiplies the signal lniu and the signal vuo output from the voltage detector (300). Here, since the signal vuo output from the voltage detector (300) is the offset voltages ΔVf1 and ΔVf2 as described above, the multiplication result vut becomes the absolute temperature T of the parasitic diode duup or dudm. The signal vut is output to the comparator (304).

次いで、比較器(304)では、乗算器(302)より与えられる信号vutと、温度異常を示す所定の判定値tthとを比較し、信号vutが判定値tthを上回った場合には、異常検出信号tigをラッチ器(306)に出力する。   Next, the comparator (304) compares the signal vut supplied from the multiplier (302) with a predetermined determination value tth indicating temperature abnormality, and when the signal vut exceeds the determination value tth, abnormality detection is performed. The signal tig is output to the latch device (306).

他方、セレクタ(314)は、U相電流の極性判定信号spnuに基づき、U相電流の極性が正である場合には、立ち下がりエッジ検出器(310)より与えられる立ち下がりエッジ検出信号suupeをlach信号として出力し、U相電流の極性が負である場合には、立ち下がりエッジ検出器(311)より与えられる立ち下がりエッジ検出信号sudmeをlach信号として出力する。   On the other hand, based on the polarity determination signal spnu of the U-phase current, the selector (314) receives the falling edge detection signal “supple” provided from the falling edge detector (310) when the polarity of the U-phase current is positive. When the polarity of the U-phase current is negative, the falling edge detection signal sudme supplied from the falling edge detector (311) is output as the lag signal.

そして、ラッチ器(306)では、lach信号の立ち下がりエッジ毎に信号tigをラッチし、ラッチした信号を出力制限信号twaとして、PWM制御器(010)に出力する。   The latch unit (306) latches the signal tig at each falling edge of the lac signal, and outputs the latched signal to the PWM controller (010) as the output limit signal twa.

こうして、寄生ダイオードの温度が所定の温度以上に上昇した場合には、温度監視器(125)から出力制限信号twaが出力され、該出力制限信号twaがPWM制御器(010)に与えられるので、3相同期モータ(138)へ供給する電流出力が制限され、インバータ回路の温度上昇を抑制することができるのである。   Thus, when the temperature of the parasitic diode rises above a predetermined temperature, the output limit signal twa is output from the temperature monitor (125), and the output limit signal twa is given to the PWM controller (010). The current output supplied to the three-phase synchronous motor (138) is limited, and the temperature rise of the inverter circuit can be suppressed.

以下、上記の動作を図8に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。同図の中央よりも左側は、U相電流の極性が正である場合、右側は、U相電流の極性が負である場合をそれぞれ示している。即ち、同図(a)に示す電流極性信号spnuは、左側が正、右側が負となっている。   The above operation will be described below with reference to the timing chart shown in FIG. The left side from the center of the figure shows the case where the polarity of the U-phase current is positive, and the right side shows the case where the polarity of the U-phase current is negative. That is, the current polarity signal spnu shown in FIG. 4A is positive on the left side and negative on the right side.

電流極性信号spnuが正である場合には、図8(b)に示すアナログマルチプレクサ(316)の出力信号mulとして、負側直流電源線vdc(−)の信号が出力される。反対に、電流極性信号spnuが負である場合には、正側直流電源線vdc(+)の信号が出力される。   When the current polarity signal spnu is positive, the signal of the negative side DC power supply line vdc (−) is output as the output signal mul of the analog multiplexer (316) shown in FIG. On the other hand, when the current polarity signal spnu is negative, the signal of the positive DC power supply line vdc (+) is output.

また、同図(c)、(d)に示すように、電圧指令信号suup、及びsudmは互いに背反な信号として出力され、suupがオンのときにはsudmはオフ、suupがオフのときにはsudmはオンとなる。   Also, as shown in FIGS. 3C and 3D, the voltage command signals sup and sudm are output as mutually contradictory signals. When sup is on, sudm is off, and when sup is off, sudm is on. Become.

spnuが正の場合には、同図(e)に示す電圧vunは、図5に示したように、電圧指令信号suupの立ち下がり、及び立ち上がりに同期して、電圧vun1、vun2が切り替わる。そして、suupの立ち下がりの時点、即ち、図8(f)に示す時刻t1,t2,t3のタイミングで、図3に示すセレクタ(314)よりlach信号が出力される。   When spnu is positive, the voltage vun shown in FIG. 5E is switched between the voltages vun1 and vun2 in synchronization with the fall and rise of the voltage command signal suup as shown in FIG. A latch signal is output from the selector (314) shown in FIG. 3 at the time of the fall of the supply, that is, at the timings t1, t2, and t3 shown in FIG. 8 (f).

そして、時間経過と共にトランジスタの温度が上昇すると、同図(g)に示すように、オフセット電圧Vf1に対応する信号vuoが上昇し、また、同図(h)に示すように、乗算器(302)の出力信号vut(絶対温度Tの信号)が上昇する。そして、絶対温度を示す信号vutが所定の判定値tthを上回り、その後lach信号が与えられると、同図(i)に示すように、ラッチ器(306)より出力制限信号twaが出力される(時刻t4)。そして、この出力制限信号twaは、図1に示すPWM制御器(010)に供給されるので、該PWM制御器(010)は、3相同期モータ(138)へ供給する電流値を制御することにより、トランジスタの温度上昇を低減させるべく制御する。なお、電流極性信号spnuが負である場合(図8の右側の場合)についても同様であるので、その説明を省略する。   When the temperature of the transistor rises with time, the signal vuo corresponding to the offset voltage Vf1 rises as shown in FIG. 5G, and the multiplier (302) as shown in FIG. ) Output signal vut (absolute temperature T signal) increases. Then, when the signal vut indicating the absolute temperature exceeds a predetermined determination value tth and then the lac signal is given, the output limit signal twa is output from the latch device (306) as shown in FIG. Time t4). Since this output limit signal twa is supplied to the PWM controller (010) shown in FIG. 1, the PWM controller (010) controls the current value supplied to the three-phase synchronous motor (138). Thus, control is performed to reduce the temperature rise of the transistor. The same applies to the case where the current polarity signal spnu is negative (in the case of the right side in FIG. 8), and the description thereof is omitted.

このようにして、本実施形態に係る電動機用インバータ回路の温度検出装置では、インバータ(011)を構成するトランジスタに付加されている寄生ダイオードに流れる電流値を検出し、この電流値に基づいて、該寄生ダイオードの温度を求めるので、極めて簡単な構成で、且つ高精度にインバータ回路の温度を検出することができる。   Thus, in the temperature detection device for an inverter circuit for an electric motor according to the present embodiment, the current value flowing through the parasitic diode added to the transistor constituting the inverter (011) is detected, and based on this current value, Since the temperature of the parasitic diode is obtained, the temperature of the inverter circuit can be detected with a very simple configuration and with high accuracy.

即ち、電圧検出手段にて検出される寄生ダイオードの順方向電圧と、電流検出手段にて検出される寄生ダイオードに流れる電流とに基づいて、該寄生ダイオードの温度、ひいてはスイッチング素子の温度を求めることができるので、従来のように大がかりな温度検出器を搭載することなく、極めて簡単な構成でインバータ回路の温度を検出することができる。また、各寄生ダイオード毎の温度検出が可能となるので、個々のスイッチング素子についての温度データに基づく極めて高精度な温度検出が可能となる。   That is, based on the forward voltage of the parasitic diode detected by the voltage detection means and the current flowing through the parasitic diode detected by the current detection means, the temperature of the parasitic diode and hence the temperature of the switching element is obtained. Therefore, the temperature of the inverter circuit can be detected with a very simple configuration without mounting a large-scale temperature detector as in the prior art. Further, since temperature detection can be performed for each parasitic diode, temperature detection can be performed with extremely high accuracy based on temperature data for each switching element.

また、マップ(312)に、上述の(4)式に示した演算式に対応するマップデータを記憶しているので、電流値iuが与えられると、これに対応する出力信号lniu(=T/ΔVf1)を、複雑な演算処理を行うことなく即時に得ることができ、更に、この信号lniuに、電圧検出器(300)にて得られる信号vuo(=ΔVf1)を乗じることにより、トランジスタの絶対温度Tを求めるようにしているので、演算処理を簡素化することができ、演算処理時間の短縮化及び検出精度の高精度化を図ることができる。   Further, since the map (312) stores map data corresponding to the arithmetic expression shown in the above equation (4), when the current value iu is given, the corresponding output signal lniu (= T / ΔVf1) can be obtained immediately without performing complicated arithmetic processing. Furthermore, by multiplying this signal lnuu by the signal vuo (= ΔVf1) obtained by the voltage detector (300), the absolute value of the transistor can be obtained. Since the temperature T is obtained, the calculation process can be simplified, the calculation process time can be shortened, and the detection accuracy can be increased.

即ち、寄生ダイオードに流れる電流i、及び寄生ダイオードの順方向電圧と電源電圧のオフセット電圧ΔVを検出し、これらのデータに基づいて、所定の演算式により、スイッチング素子の温度を検出するので、検出精度を向上させることができる。更に、演算式をマップ化することにより、演算処理を簡素化することができ、処理時間の短縮化を図ることができる。   That is, the current i flowing through the parasitic diode, and the forward voltage of the parasitic diode and the offset voltage ΔV of the power supply voltage are detected, and the temperature of the switching element is detected by a predetermined arithmetic expression based on these data. Accuracy can be improved. Further, by mapping the arithmetic expression, the arithmetic processing can be simplified, and the processing time can be shortened.

更に、トランジスタに流れる電流が、インバータ(011)から3相同期モータ(138)に向いている場合には、下アーム側となるトランジスタの温度を測定し、これとは反対に、3相同期モータ(138)からインバータ(011)に向いている場合には、上アーム側となるトランジスタの温度を測定するので、電流の方向に応じた好適な温度検出が可能となる。   Further, when the current flowing through the transistor is directed from the inverter (011) to the three-phase synchronous motor (138), the temperature of the transistor on the lower arm side is measured, and on the contrary, the three-phase synchronous motor is measured. When the direction from (138) is directed to the inverter (011), the temperature of the transistor on the upper arm side is measured, so that suitable temperature detection according to the direction of the current can be performed.

即ち、スイッチング素子に流れる電流が、インバータから電動機に向いている場合には、下アーム側となるトランジスタの温度を測定し、電動機からインバータに向いている場合には、上アーム側となるトランジスタの温度を測定するので、電流の方向に応じた好適な温度検出が可能となる。   That is, when the current flowing through the switching element is from the inverter to the motor, the temperature of the transistor on the lower arm side is measured, and when the current is flowing from the motor to the inverter, the transistor on the upper arm side is measured. Since temperature is measured, suitable temperature detection according to the direction of electric current is attained.

以上、本発明の電動機用インバータ回路の温度検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。   As mentioned above, although the temperature detection apparatus of the inverter circuit for electric motors of this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, The structure of each part is arbitrary structures which have the same function Can be replaced.

例えば、上述した実施形態では、(4)式に示す演算式に対応するマップを作成し、このマップを記憶させておく例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、演算式のみを記憶しておき、データが与えられる都度、演算処理を行うようにすることも可能である。   For example, in the above-described embodiment, an example has been described in which a map corresponding to the arithmetic expression shown in Expression (4) is created and this map is stored. However, the present invention is not limited to this and the arithmetic operation is not limited thereto. It is also possible to store only the formula and perform the calculation process every time data is given.

電動機に用いられるインバータの温度を検出する上で極めて有用である。   This is extremely useful for detecting the temperature of an inverter used in an electric motor.

本発明の一実施形態に係る温度検出装置が適用される3相同期モータの電流制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the current control system of the three-phase synchronous motor to which the temperature detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is applied. 図1に示したインバータの詳細な構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the inverter shown in FIG. 1. 図1に示した温度監視器の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the temperature monitor shown in FIG. インバータに設けられるU相のトランジスタの接続状態及び電流極性が正である場合の電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of an electric current when the connection state and current polarity of the U-phase transistor provided in an inverter are positive. U相のトランジスタに正極性の電流が流れたときの、電圧指令信号suup、sudm、及び電圧vunの変化を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing changes in voltage command signals sup, sudm and voltage vun when a positive current flows through a U-phase transistor. インバータに設けられるU相のトランジスタの接続状態及び電流極性が負である場合の電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of an electric current when the connection state of a U-phase transistor provided in an inverter and a current polarity are negative. U相のトランジスタに負極性の電流が流れたときの、電圧指令信号suup、sudm、及び電圧vunの変化を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing changes in voltage command signals sup, sudm and voltage vun when a negative current flows through a U-phase transistor. 本発明の一実施形態に係る温度検出装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the temperature detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

003 電流PI制御部
006 2相直流3相交流変換器
010 PWM制御器
011 インバータ
012 角度検出センサ
015 3相交流2相直流変換器
017 位相角補正部
100 トランジスタ駆動器
125 温度監視器
130 電流検出器(ダイオード電流検出手段)
131 極性判定器(電流極性判定手段)
135,136,137 電流センサ
138 3相同期モータ(電動機)
300 電圧検出器(電圧検出手段)
302 乗算器
304 比較器
306 ラッチ器
310,311 立ち上がりエッジ検出器
312 マップ
314 セレクタ
316 アナログマルチプレクサ
003 Current PI control unit 006 2 phase DC 3 phase AC converter 010 PWM controller 011 Inverter 012 Angle detection sensor 015 3 phase AC 2 phase DC converter 017 Phase angle correction unit 100 Transistor driver 125 Temperature monitor 130 Current detector (Diode current detection means)
131 Polarity determination device (current polarity determination means)
135, 136, 137 Current sensor 138 Three-phase synchronous motor (electric motor)
300 Voltage detector (voltage detection means)
302 Multiplier 304 Comparator 306 Latcher 310, 311 Rising edge detector 312 Map 314 Selector 316 Analog multiplexer

Claims (3)

上アーム側スイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子との直列接続回路を電動機の各相毎に備えると共に、前記各スイッチング素子毎に寄生ダイオードを備える電動機用インバータ回路のを検出する温度検出装置において、
前記寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段と、
前記寄生ダイオードに流れる電流を検出するダイオード電流検出手段と、
少なくとも前記電圧検出手段にて検出された順方向電圧、及び前記電流検出手段にて検出された電流に基づいて、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
を備えることを特徴とする電動機用インバータ回路の温度検出装置。
In the temperature detection device for detecting a series connection circuit of the upper arm side switching element and the lower arm side switching element for each phase of the electric motor and detecting the inverter circuit for the electric motor having a parasitic diode for each of the switching elements,
Voltage detecting means for detecting a forward voltage of the parasitic diode;
Diode current detection means for detecting current flowing in the parasitic diode;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element based on at least the forward voltage detected by the voltage detecting means and the current detected by the current detecting means;
A temperature detection device for an inverter circuit for an electric motor.
請求項1に記載の電動機用インバータ回路の温度検出装置において、
前記温度検出手段は、下記式に基づいて前記スイッチング素子の温度Tを検出することを特徴とする電動機用インバータ回路の温度検出装置。
ΔV=k×T/q×ln(i/Is)
但し、ΔV:寄生ダイオードの順方向電圧と電源電圧のオフセット電圧
k:ボルツマン定数
q:電子素量
i:寄生ダイオードに流れる電流
Is:トランジスタの逆飽和電流
In the temperature detection apparatus of the inverter circuit for electric motors of Claim 1,
The temperature detecting means detects the temperature T of the switching element based on the following equation, and detects the temperature of the inverter circuit for an electric motor.
ΔV = k × T / q × ln (i / Is)
Where ΔV is the forward voltage of the parasitic diode and the offset voltage of the power supply voltage
k: Boltzmann constant
q: Elementary electron content
i: current flowing in the parasitic diode Is: reverse saturation current of the transistor
請求項1または請求項2のいずれかに記載の電動機用インバータ回路の温度検出装置において、
電流が前記インバータから前記電動機へ流れているか、或いは前記電動機から前記インバータへ流れているかを検出する電流極性検出手段を更に備え、
前記温度検出手段は、
前記電流極性検出手段により、前記インバータから前記電動機へ電流が流れていることが検出された際には、前記下アーム側スイッチング素子の温度を検出し、前記電動機から前記インバータへ電流が流れていることが検出された際には、前記上アーム側スイッチング素子の温度を検出することを特徴とする電動機用インバータ回路の温度検出装置。
In the temperature detection apparatus of the inverter circuit for electric motors in any one of Claim 1 or Claim 2,
Current polarity detection means for detecting whether current is flowing from the inverter to the motor or from the motor to the inverter;
The temperature detecting means includes
When the current polarity detection means detects that a current flows from the inverter to the electric motor, the temperature of the lower arm side switching element is detected, and the electric current flows from the electric motor to the inverter. When this is detected, the temperature detection device for an inverter circuit for an electric motor detects the temperature of the upper arm side switching element.
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