JP2005312265A

JP2005312265A - Inverter testing apparatus

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Publication number: JP2005312265A
Application number: JP2004129928A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Kawamura; 博年河村
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-26
Also published as: JP4581470B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter testing device, capable of performing simulation for a vehicle-mounted inverter of which the respective conditions for simulating the motor such as a rotational speed of the motor change, corresponding to the changes in motor generation torque due to the changes in the actual vehicle speed. <P>SOLUTION: A phase-number conversion portion 16 outputs two phase current id, iq from output current iu', iw' of the tested inverter. A gate signal is generated by output voltage Vu, Vw and two phase voltage Vd*, Vq* from a motor torque computing portion 18, to control a motor simulating inverter. A motor simulator 17 outputs motor inductance Ld, Lq. The motor computing portion 18 receives the inductance and outputs torque τ. A vehicle simulator 19 changes the motor rotational angle speed ωm, based on torque τ corresponding to the motor rotation, disturbance torque Mr and the amount of inertia Jc of a motor shaft conversion which a vehicle load amount computing portion 20 computes, thus outputting to the motor simulator 17 and the phase-number conversion portion 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主にモータをシミュレートした疑似負荷によって、被試験インバータの試験を行うインバータ試験装置に係り、特にＥＶ（Electric Vehicle）または、ＨＥＶ（Hyblid Electric Vehicle）用の車載インバータの実走行模擬試験機能を設けたインバータ試験装置に関する。 The present invention relates to an inverter test apparatus that tests an inverter under test mainly by a simulated load that simulates a motor, and in particular, an actual running simulation of an in-vehicle inverter for EV (Electric Vehicle) or HEV (Hyblid Electric Vehicle). The present invention relates to an inverter test apparatus provided with a test function.

従来、モータを負荷とするインバータの試験において、制御の自由度に制約があり、構成が複雑になりがちなＬ（インダクタ）、Ｒ（抵抗）並びにスイッチ群の組み合わせからなる擬似負荷に代わり、インバータをもう一系統設けて、それを疑似負荷として出力電圧の振幅・位相を制御することにより、実際の負荷であるモータを模擬的に運転した状態を作り出し、任意の運転条件で任意の負荷におけるインバータの試験を行うことができるシステムが開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００３−１５３５４６号公報特開２００３−１５３５４７号公報 Conventionally, in an inverter test using a motor as a load, the inverter is replaced with a pseudo load consisting of a combination of L (inductor), R (resistor), and a switch group, which has a limited control freedom and tends to be complicated in configuration. Is used as a pseudo load, and the amplitude and phase of the output voltage are controlled to create a state in which the motor, which is the actual load, is simulated, and an inverter at any load under any operating condition A system capable of performing the above test has been developed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2003-153546 A JP 2003-153547 A

ＥＶまたは、ＨＥＶ用の車載インバータを試験する際に、実車の走行状態に近い負荷状態にて評価が行えることが必要である。例えば、実車が１０モード、１５モード等の走行パターンによって走行、停止を繰り返す加減速状態における実車負荷を忠実に再現できることが必要になる。
しかしながら、図９における、従来におけるインバータ試験装置は、モータを一定の速度または予め定められた運転パターンにて、モータの発生トルクの変化とは無関係に運転する試験を行うことを前提とし、モータを模擬する各条件をモータ模擬制御部１１に定数または運転パターンであるデータテーブルにて入力する。そのため、従来におけるインバータ試験装置は、ＥＶまたは、ＨＥＶ用の車載インバータを試験する場合のように、実車の速度が変化し、それによるモータの発生トルクτの変化に応じて、モータの回転速度等の、モータを模擬する各条件が変化する車載インバータの模擬運転を行うことができないという問題があった。 When testing an in-vehicle inverter for EV or HEV, it is necessary to be able to evaluate in a load state close to a running state of an actual vehicle. For example, it is necessary to be able to faithfully reproduce the actual vehicle load in an acceleration / deceleration state in which the actual vehicle repeats traveling and stopping according to traveling patterns such as 10 mode and 15 mode.
However, the conventional inverter test apparatus in FIG. 9 is based on the premise that the motor is operated at a constant speed or a predetermined operation pattern regardless of the change in the generated torque of the motor. Each condition to be simulated is input to the motor simulation control unit 11 using a data table that is a constant or an operation pattern. Therefore, in the conventional inverter test apparatus, the speed of the actual vehicle changes as in the case of testing an in-vehicle inverter for EV or HEV, and the rotational speed of the motor is changed according to the change in the generated torque τ of the motor. However, there has been a problem that the on-board inverter cannot be simulated in which each condition for simulating the motor changes.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、実車の速度が変化し、それによるモータの発生トルクの変化に応じて、モータの回転速度等の、モータを模擬する各条件が変化する車載用インバータの模擬を行うことができるインバータ試験装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to simulate the motor, such as the rotational speed of the motor, according to the change in the generated torque of the motor due to the change in the speed of the actual vehicle. An object of the present invention is to provide an inverter test apparatus capable of simulating an in-vehicle inverter whose conditions change.

上記目的を達成するために、この発明では、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、電動車両または内燃機関と共にモータを駆動源とするハイブリッド車両に用いられる、被試験用の第１のインバータと、前記第１のインバータに対して、モータの運転を模擬する疑似負荷となる第２のインバータと、前記第１のインバータの実負荷であるモータについて設定された運転条件及びモータ特性に基づいて、前記第２のインバータを制御する制御信号を生成することにより、モータの運転を模擬する制御手段とを備えたインバータ試験装置であって、前記制御手段が、前記第１のインバータの出力電圧と電流とのうちの少なくとも１つに基づいて前記第２のインバータによって模擬されるモータのトルクを演算するモータトルク演算部と、前記電動車両またはハイブリッド車両の運転操作状態および外部環境ならびに車両の条件に基づいて、車両負荷量を演算する車両負荷量演算部と、前記電動車両に用いられる場合は前記モータトルク演算部によって演算されたモータトルクおよび前記車両負荷量演算部によって演算された前記車両負荷量から前記モータの回転速度と回転角度と車速とのうちの少なくとも１つを演算し、前記ハイブリッド車両に用いられる場合は前記モータトルク演算部によって演算されたモータトルクおよび前記車両負荷量演算部によって演算された前記車両負荷量ならびにエンジントルクから前記モータの回転速度と回転角度と車速とのうちの少なくとも１つを演算する車両模擬部と、前記第１のインバータの出力電流および前記車両模擬部によって演算された前記モータの回転速度または回転角度に基づいて前記第１のインバータおよび第２のインバータを制御するモータ模擬部とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、インバータの制御手段がインバータ２にて模擬されるモータのトルクをモータトルク演算部にて演算し、車両模擬部において、該トルクおよび車両負荷量演算部によって演算された車両の負荷量からそれに応じたモータ回転角速度を算出し、モータ模擬部にて該モータ回転角速度を入力し、ＨＥＶに使用されるモータの模擬の際には、さらにエンジントルクをもフィードバックする構成としたため、モータが回転し、それにつれて車両が走行し、ブレーキ等の走行抵抗が変化するＥＶまたはＨＥＶにおけるインバータの試験を正確に行うことができる。 In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 simulates the operation of a motor with respect to a first inverter to be used for an electric vehicle or a hybrid vehicle having a motor as a driving source together with an internal combustion engine, and the first inverter. By generating a control signal for controlling the second inverter based on the operating condition and motor characteristics set for the second inverter that becomes a pseudo load and the motor that is the actual load of the first inverter And an inverter test apparatus that simulates the operation of the motor, wherein the control means is based on at least one of the output voltage and current of the first inverter. A motor torque calculation unit for calculating the torque of the motor simulated by the motor, a driving operation state of the electric vehicle or the hybrid vehicle, and an external ring A vehicle load amount calculation unit that calculates a vehicle load amount based on a boundary and a vehicle condition, and a motor torque calculated by the motor torque calculation unit and the vehicle load amount calculation unit when used in the electric vehicle When at least one of the rotation speed, rotation angle, and vehicle speed of the motor is calculated from the vehicle load amount that has been calculated and used in the hybrid vehicle, the motor torque calculated by the motor torque calculation unit and the vehicle A vehicle simulation unit that calculates at least one of a rotation speed, a rotation angle, and a vehicle speed of the motor from the vehicle load amount and engine torque calculated by the load amount calculation unit; an output current of the first inverter; Based on the rotation speed or rotation angle of the motor calculated by the vehicle simulation unit, the first Characterized by comprising a motor simulating unit for controlling the inverter and a second inverter.
According to this invention, the control means of the inverter calculates the torque of the motor simulated by the inverter 2 in the motor torque calculation unit, and the vehicle simulation unit calculates the torque of the vehicle calculated by the torque and vehicle load amount calculation unit. Since the motor rotational angular velocity is calculated from the load amount, the motor rotational angular velocity is input at the motor simulation unit, and when the motor used in the HEV is simulated, the engine torque is also fed back. It is possible to accurately test the inverter in the EV or HEV in which the motor rotates and the vehicle travels as the motor rotates and the traveling resistance such as a brake changes.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のインバータ試験装置であって、前記モータ模擬部が、モータの回転子のインダクタンスを入力する第１の入力端と、前記車両模擬部からモータの回転角速度を入力する第２の入力端と、前記インダクタンスを前記出力電流および前記回転角速度と乗算する第１の乗算手段と、前記出力電流とモータの電機子抵抗とを乗算する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段の出力結果と前記第２の乗算手段の出力結果とを加算する加算手段と、前記位相値とモータ誘起電圧定数とを乗算し、該乗算結果を前記第１の加算手段に出力する第３の乗算手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、第２の入力端から、車両模擬部にて演算されたモータ回転角速度をフィードバックする構成としたため、モータが回転し、それにつれて車両が走行し、ブレーキ等の走行抵抗が変化する事象をインバータの試験に反映させることができる。 The invention according to claim 2 is the inverter test apparatus according to claim 1, wherein the motor simulation unit receives a first input terminal for inputting an inductance of a rotor of the motor, and the motor simulation unit receives the motor from the vehicle simulation unit. A second input terminal for inputting a rotational angular velocity; a first multiplier for multiplying the inductance by the output current and the rotational angular velocity; and a second multiplier for multiplying the output current by an armature resistance of the motor. An addition means for adding the output result of the first multiplication means and the output result of the second multiplication means, the phase value and the motor-induced voltage constant are multiplied, and the multiplication result is multiplied by the first result. And third multiplying means for outputting to the adding means.
According to the present invention, since the motor rotational angular velocity calculated by the vehicle simulation unit is fed back from the second input end, the motor rotates and the vehicle travels accordingly, and the traveling resistance such as the brake changes. Can be reflected in the inverter test.

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のインバータ試験装置であって、前記モータ模擬部が、前記第１のインバータの出力電流を参照して、前記第１の乗算手段にモータの回転子のインダクタンスを出力する定数参照手段と、前記インダクタンスを前記モータトルク演算部に出力する出力端と、前記車両模擬部からモータの回転角速度を入力する第２の入力端と、前記インダクタンスを前記出力電流および前記回転角速度と乗算する第１の乗算手段と、前記出力電流とモータの電機子抵抗とを乗算する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段の出力結果と前記第２の乗算手段の出力結果とを加算する加算手段と、前記位相値とモータ誘起電圧定数とを乗算し、該乗算結果を前記第１の加算手段に出力する第３の乗算手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、出力端から、モータトルク演算部にてモータトルクを演算させるためのモータインダクタンス値を出力し、第２の入力端から、該インダクタンス値を用いて車両模擬部にて演算されたモータ回転角速度をフィードバックする構成としたため、回転子が真円でなく突極性を有し、インダクタンスに電流依存性のある、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータの模擬の際にも、電流値に応じたインダクタンス値にて、モータが回転し、それにつれて車両が走行し、ブレーキ等の走行抵抗が変化する事象を反映させつつ、インバータの試験を行うことができる。 The invention according to claim 3 is the inverter test apparatus according to claim 1, wherein the motor simulation unit refers to the output current of the first inverter and rotates the motor in the first multiplication means. Constant reference means for outputting the inductance of the child, an output terminal for outputting the inductance to the motor torque calculation unit, a second input terminal for inputting the rotational angular velocity of the motor from the vehicle simulation unit, and the output of the inductance A first multiplication means for multiplying the current and the rotational angular velocity; a second multiplication means for multiplying the output current by the armature resistance of the motor; and an output result of the first multiplication means and the second multiplication. Addition means for adding the output result of the means, and third multiplication means for multiplying the phase value by the motor induced voltage constant and outputting the multiplication result to the first addition means. To.
According to this invention, a motor inductance value for causing the motor torque calculation unit to calculate the motor torque is output from the output end, and is calculated by the vehicle simulation unit using the inductance value from the second input end. Because the motor rotation angular velocity is fed back, the rotor has a saliency rather than a perfect circle, and the inductance depends on the current, even when simulating an IPM (Interior Permanent Magnet) motor. The inverter can be tested while reflecting the phenomenon that the motor rotates with the inductance value and the vehicle travels along with it, and the traveling resistance such as the brake changes.

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかの項に記載のインバータ試験装置であって、前記運転操作状態が、ブレーキ状態と、ディファレンシャルギヤを含むギヤの状態であるトランスミッション状態とであり、前記外部環境が、坂の状態と、路面状態と、風の状態とであり、前記車両の条件が、空気抵抗値と、タイヤ径であることを特徴とする。
この発明によれば、実車両における、あらゆる外乱をシミュレートすることができるので、精度のよいインバータの試験を行うことができる。 The invention according to claim 4 is the inverter test apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving operation state is a brake state and a gear state including a differential gear. And the external environment is a slope state, a road surface state, and a wind state, and the vehicle conditions are an air resistance value and a tire diameter.
According to the present invention, all disturbances in an actual vehicle can be simulated, so that an accurate inverter test can be performed.

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかの項に記載のインバータ試験装置であって、電源と前記第１のインバータの間に設けられ、前記第１のインバータに直流電力を供給する第１の電力変換器と、前記電源と前記第２のインバータの間に設けられ、前記第２のインバータに直流電力を供給する第２の電力変換器と、前記第１および第２の電力変換器を絶縁するトランスとをさらに設けたことを特徴とする。
この発明によれば、２つのインバータの出力端同士を直流的に絶縁するトランスに代えて、２つのインバータの電源を直流的に絶縁するトランスを用いたので、従来のインバータ試験装置において、モータの模擬運転を回生運転から力行運転まで行うときのように、被試験インバータを直流に近い周波数で動作させる場合、２つのインバータの出力端同士を絶縁するトランスが飽和して、疑似負荷としてのインバータの制御が不能になったり、また、トランスを直流から高い周波数まで使用可能にするために、大型化、且つ、高価なものにする必要をなくすことができる。 The invention according to claim 5 is the inverter test apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the inverter test apparatus is provided between a power source and the first inverter, and a direct current is connected to the first inverter. A first power converter that supplies power; a second power converter that is provided between the power source and the second inverter and supplies DC power to the second inverter; and And a transformer for insulating the two power converters.
According to the present invention, instead of the transformer that galvanically isolates the output ends of the two inverters, a transformer that galvanizes the power supply of the two inverters is used. When operating the inverter under test at a frequency close to DC, such as when performing simulated operation from regenerative operation to power running operation, the transformer that insulates the output ends of the two inverters is saturated, and the inverter as a pseudo load The control becomes impossible, and it is not necessary to make the transformer large and expensive in order to make the transformer usable from a direct current to a high frequency.

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のインバータ試験装置であって、前記電源が交流電源であり、前記第１および第２の電力変換器が、電力回生を行う機能を持ったＡＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする。
この発明によれば、回生コンバータの制御によって、駆動しているインバータと電力の供給と回生を行うことができるので、実車にて行われる、力行および回生制動を模擬することができる。 The invention according to claim 6 is the inverter test apparatus according to claim 5, wherein the power source is an AC power source, and the first and second power converters have an AC regeneration function. / DC converter.
According to the present invention, it is possible to perform power supply and regeneration with the inverter being driven by controlling the regenerative converter, so that it is possible to simulate power running and regenerative braking performed in an actual vehicle.

請求項７に係る発明は、請求項５に記載のインバータ試験装置であって、前記電源が交流電源であり、前記第１および第２の電力変換器の一方が、電力回生を行う機能を持ったＡＣ／ＤＣコンバータであり、他方がダイオードを用いた整流器であることを特徴とする。
この発明によれば、２つのインバータに共に回生コンバータを使用したときに比して、ダイオードに接続されたインバータは回生制動を行えなくなるが、ダイオードの価格が回生コンバータより安価なため、回生制動を行う必要との兼ね合いにて、装置のコストダウンを図ることができる。 The invention according to claim 7 is the inverter testing apparatus according to claim 5, wherein the power source is an AC power source, and one of the first and second power converters has a function of performing power regeneration. An AC / DC converter, and the other is a rectifier using a diode.
According to the present invention, the inverter connected to the diode cannot perform regenerative braking as compared to the case where the regenerative converter is used for both inverters. However, since the diode is less expensive than the regenerative converter, regenerative braking is not possible. The cost of the apparatus can be reduced in consideration of the necessity to perform.

本発明によれば、車両の負荷を演算する車両負荷演算部にて算出された車両の走行抵抗に基づいて、モータが回転するのに応じて変化するモータのトルクを演算するので、より実車に近い状態でモータを模擬する試験が行える効果がある。
また、モータを模擬するために必要な条件のうち、モータが回転するのに応じて変化する条件を算出しながら試験を行うので、条件のデータまたはデータデーブルが一部の乗数用に、小規模なものでよくなり、試験の簡素化と評価の正確化を図ることができる。ひいては、試験の再現性を向上させることができる効果がある。
また、車両負荷量演算部における負荷量の演算法を自在に変えることができるので、現実には実現できないようなことが仮想的に行える効果がある。 According to the present invention, the torque of the motor that changes as the motor rotates is calculated based on the running resistance of the vehicle calculated by the vehicle load calculation unit that calculates the load of the vehicle. There is an effect that a test for simulating a motor can be performed in a close state.
Also, since the test is performed while calculating the conditions that change as the motor rotates among the conditions necessary to simulate the motor, the condition data or data table is small for some multipliers. It is possible to simplify the test and correct the evaluation. As a result, there is an effect that the reproducibility of the test can be improved.
In addition, since the load amount calculation method in the vehicle load amount calculation unit can be freely changed, there is an effect that it is possible to virtually perform things that cannot be realized in reality.

以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。
図２は本発明の一実施形態によるインバータ試験装置を示す回路構成図である。この図において、インバータ試験装置は、被試験インバータ１（第１のインバータ）（以下、インバータ１と言う）と、疑似負荷用インバータ２（第２のインバータ）（以下、インバータ２と言う）を応用しモータを模擬する擬似負荷２７とから構成される。インバータ１は、交流出力端子からＰＷＭ変調された矩形波電圧ＰＷＭ1 を出力し、負荷電流を制御する。尚、本試験装置は、ＩＰＭモータ（埋込磁石型同期モータ）を実際の負荷として想定して電流制御を行うものとする。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an inverter test apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, the inverter test apparatus applies an inverter under test 1 (first inverter) (hereinafter referred to as inverter 1) and a pseudo load inverter 2 (second inverter) (hereinafter referred to as inverter 2). And a pseudo load 27 for simulating the motor. The inverter 1 outputs a rectangular wave voltage PWM1 PWM-modulated from the AC output terminal and controls the load current. Note that this test apparatus performs current control assuming an IPM motor (embedded magnet type synchronous motor) as an actual load.

インバータ１の電源回路は、三相交流電圧を出力する商用交流電源３と、商用交流電源３から出力された三相交流電圧を変圧するトランス４と、インダクタンス２４と、回生コンバータ（正弦波コンバータ）２２（第１の電力変換器）（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と、チョッパ回路６とから構成される。
また、インバータ２の電源回路は、商用交流電源３とトランス４を介して接続されるトランス２１と、インダクタンス２５と、回生コンバータ２３（第２の電力変換器）（ＡＣ／ＤＣコンバータ）とから構成される。
上述したインバータ１およびインバータ２の電源回路において、「／／／」は、三相回路を示す。 The power circuit of the inverter 1 includes a commercial AC power source 3 that outputs a three-phase AC voltage, a transformer 4 that transforms the three-phase AC voltage output from the commercial AC power source 3, an inductance 24, and a regenerative converter (sine wave converter). 22 (first power converter) (AC / DC converter) and a chopper circuit 6.
The power circuit of the inverter 2 includes a transformer 21 connected to the commercial AC power supply 3 via the transformer 4, an inductance 25, and a regenerative converter 23 (second power converter) (AC / DC converter). Is done.
In the power supply circuit of the inverter 1 and the inverter 2 described above, “///” indicates a three-phase circuit.

回生コンバータ２２には、商用交流電源３からの三相交流電圧がトランス４、インダクタンス２４を通じて加えられ、コンデンサＣ1 に得られる直流電圧がチョッパ回路６により調整された後、インバータ１に供給される。また、回生コンバータ２３には、商用交流電源３からの三相交流電圧がトランス４、トランス２１およびインダクタンス２５を通じて加えられ、コンデンサＣ2 に得られる直流電圧がインバータ２に供給される。 A three-phase AC voltage from the commercial AC power source 3 is applied to the regenerative converter 22 through the transformer 4 and the inductance 24, and the DC voltage obtained at the capacitor C 1 is adjusted by the chopper circuit 6 and then supplied to the inverter 1. In addition, a three-phase AC voltage from the commercial AC power source 3 is applied to the regenerative converter 23 through the transformer 4, the transformer 21 and the inductance 25, and the DC voltage obtained at the capacitor C2 is supplied to the inverter 2.

尚、本実施形態におけるインバータ１とインバータ２の電源回路の構成は、図９に示す、従来におけるインバータ１とインバータ２の電源回路の構成に比して、以下の点が異なる。すなわち、従来のように、商用交流電源３から出力された三相交流電圧をトランス４によって変圧した三相交流電圧を、整流回路５にて整流した後にインバータ１用の電源とインバータ２用の電源として分配する構成とせず、本実施形態においては、トランス４から出力される三相交流電圧を、インバータ１の電源とインバータ２用の電源として、それぞれ、回生コンバータ２２と回生コンバータ２３に分配する構成としている。 The configuration of the power supply circuit for the inverter 1 and the inverter 2 in the present embodiment differs from the conventional configuration of the power supply circuit for the inverter 1 and the inverter 2 shown in FIG. That is, as in the prior art, the three-phase AC voltage obtained by transforming the three-phase AC voltage output from the commercial AC power source 3 by the transformer 4 is rectified by the rectifier circuit 5 and then the power source for the inverter 1 and the power source for the inverter 2 In this embodiment, the three-phase AC voltage output from the transformer 4 is distributed as the power source for the inverter 1 and the power source for the inverter 2 to the regenerative converter 22 and the regenerative converter 23, respectively. It is said.

また、図２においては、トランス２１をトランス４の２次側に接続しているが、点線で示すように商用交流電源３に直接接続してもよい。また、トランス４は必ずしも必要ではない。 In FIG. 2, the transformer 21 is connected to the secondary side of the transformer 4, but may be directly connected to the commercial AC power supply 3 as indicated by a dotted line. Further, the transformer 4 is not always necessary.

上述したように、本実施形態においては、トランス２１によりインバータ１とインバータ２を交流電源側において分離し、直流的に絶縁するようにしている。これによって、インバータ１、２における中性点変動による電流が流れないようにすることができる。また、トランス２１は商用交流電源３の周波数で固定して用いられるので、小型のものを用いることができる。また、回生コンバータ２２、２３はインバータ１、２に対して直流電圧を供給するために設けられる。即ち、回生コンバータ２１、２２は入力交流電圧をＡＣ／ＤＣ変換してコンデンサＣ1、Ｃ2 に蓄積する。 As described above, in the present embodiment, the inverter 21 and the inverter 2 are separated on the AC power source side by the transformer 21 and insulated in a DC manner. Thereby, it is possible to prevent current from flowing due to the neutral point fluctuation in the inverters 1 and 2. Further, since the transformer 21 is fixed and used at the frequency of the commercial AC power supply 3, a small-sized transformer can be used. The regenerative converters 22 and 23 are provided to supply a DC voltage to the inverters 1 and 2. That is, the regenerative converters 21 and 22 perform AC / DC conversion on the input AC voltage and store it in the capacitors C1 and C2.

擬似負荷２７は、インバータ２と、フィルタ７と、変流器１０と、モータ模擬運転制御部１５（制御手段）、車両負荷量演算部２０とから構成され、インバータ１に接続されて、実際のモータを模擬する。 The simulated load 27 includes an inverter 2, a filter 7, a current transformer 10, a motor simulation operation control unit 15 (control means), and a vehicle load amount calculation unit 20, which is connected to the inverter 1 and is actually connected. Simulate a motor.

次に、擬似負荷２７が実際のモータを模擬する原理を説明する。
インバータ１から出力された矩形波電圧ＰＷＭ1が、インダクタンスＬからなるフィルタ７の一方の端に加えられる。一方、インバータ２が、交流出力端子からＰＷＭ変調された矩形波電圧ＰＷＭ2を出力し、この矩形波電圧ＰＷＭ2が、フィルタ７の他方の端に加えられる。これによりインバータ１とインバータ２がフィルタ７を介して接続されることとなり、インバータ２の出力電圧の振幅・位相を制御することにより、インバータ１から見たインピーダンスが変化し、実際の負荷であるモータを模擬的に運転した状態とすることができる。これにより、任意の運転条件で任意の負荷におけるインバータ１の試験を行うことができる。 Next, the principle that the pseudo load 27 simulates an actual motor will be described.
The rectangular wave voltage PWM1 output from the inverter 1 is applied to one end of the filter 7 composed of the inductance L. On the other hand, the inverter 2 outputs a PWM-modulated rectangular wave voltage PWM 2 from the AC output terminal, and this rectangular wave voltage PWM 2 is applied to the other end of the filter 7. As a result, the inverter 1 and the inverter 2 are connected via the filter 7. By controlling the amplitude and phase of the output voltage of the inverter 2, the impedance viewed from the inverter 1 changes, and the motor that is the actual load Can be set in a simulated driving state. Thereby, the test of the inverter 1 in an arbitrary load can be performed under an arbitrary operation condition.

尚、本実施形態における擬似負荷２７の構成は、図９に示す、従来における擬似負荷２６に比して、以下の点が異なる。すなわち、車両負荷量演算部２０が追加され、モータ模擬運転制御部１１（制御手段）がモータ模擬運転制御部１５に変更されている。また、また、トランス８およびインダクタンスｌ、コンデンサｃ、抵抗ｒからなるフィルタ９が削除され、インバータ１の出力電圧Ｖu、Ｖwが、フィルタ７を通らずにモータ模擬運転制御部１５に入力する構成になっている。 The configuration of the pseudo load 27 in the present embodiment differs from the conventional pseudo load 26 shown in FIG. 9 in the following points. That is, the vehicle load amount calculation unit 20 is added, and the motor simulation operation control unit 11 (control means) is changed to the motor simulation operation control unit 15. Further, the transformer 9 and the filter 9 including the inductance l, the capacitor c, and the resistor r are deleted, and the output voltages Vu and Vw of the inverter 1 are input to the motor simulation operation control unit 15 without passing through the filter 7. It has become.

車両負荷量演算部２０はＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって実現され、入力した諸パラメータに基づいて車両にかかる負荷量を演算して、モータ模擬運転制御部１５に出力する。具体的に、諸パラメータとして、入力端ＩｐＢr、ＩｐＭc、ＩｐＳl、ＩｐＲc、ＩｐＷc、ＩｐＣＤ、ＩｐＴＤから、車速情報Ｖel、ブレーキ状態Ｂr、ディファレンシャルギヤを含むギヤの状態であるトランスミッション状態Ｍc、坂の状態Ｓl、路面状態Ｒc、風の状態Ｗc、風や車速によって車体がどれだけの空気抵抗力を受けるかを決めるＣＤ（空気抵抗値）、タイヤ径ＴＤをそれぞれ入力する。また、入力端ＩｐＯmmにおいて、後述する、車両模擬部１９から、モータ回転角速度ωmを入力し、トランスミッション状態Ｍcおよびタイヤ径ＴＤにも基づいて、これらのデータより一義的に決まる車速Ｖelを算出し、それにより、モータ軸変換の外乱トルクＭr、モータ軸変換の慣性量Ｊcを演算してそれぞれ、出力端ＯｐＭr、ＯｐＪcからモータ模擬運転制御部１５へ出力する。また、算出された車速Ｖelを図示しない積分器によって積分して走行距離を演算し、積分された走行距離Ｄisを車速Ｖelと共に、それぞれ、出力端ＯｐＤis、ＯｐＶelから、ＥＶまたはＨＥＶ全体の制御を行う制御部に出力する。
尚、制御部において、上述した走行距離Ｄisおよび車速Ｖelは図示しないメータに入力され、走行距離Ｄisおよび車速Ｖelの値を表示する。 The vehicle load amount calculation unit 20 is realized by a DSP (Digital Signal Processor), calculates the load amount applied to the vehicle based on the input parameters, and outputs the calculated load amount to the motor simulation operation control unit 15. Specifically, as parameters, from the input ends IpBr, IpMc, IpSl, IpRc, IpWc, IpCD, IpTD, the vehicle speed information Vel, the brake state Br, the gear state including the differential gear, the slope state Sl, The road surface condition Rc, the wind condition Wc, the CD (air resistance value) that determines how much air resistance the vehicle body receives depending on the wind and the vehicle speed, and the tire diameter TD are input. Further, at the input end IpOmm, a motor rotational angular speed ωm is input from a vehicle simulation unit 19 described later, and a vehicle speed Vel that is uniquely determined from these data is calculated based on the transmission state Mc and the tire diameter TD. Thereby, the disturbance torque Mr of the motor shaft conversion and the inertia amount Jc of the motor shaft conversion are calculated and output from the output ends OpMr and OpJc to the motor simulation operation control unit 15, respectively. The calculated vehicle speed Vel is integrated by an integrator (not shown) to calculate a travel distance, and the integrated travel distance Dis is controlled together with the vehicle speed Vel from the output terminals OpDis and OpVel respectively. Output to the control unit.
In the control unit, the travel distance Dis and the vehicle speed Vel described above are input to a meter (not shown), and the values of the travel distance Dis and the vehicle speed Vel are displayed.

図１は、モータ模擬運転制御部１５の構成を示す図である。モータ模擬運転制御部１５は、相変換部１６と、モータ模擬部１７と、モータトルク演算部１８と、車両模擬部１９とから構成される。モータ模擬運転制御部１５は、インバータ１から出力される矩形波電圧ＰＷＭ1のＵ相及びＷ相について変流器１０によって検出された電流ｉu’、ｉw’と、インバータ１の出力電圧である電圧Ｖu、Ｖwと、運転条件として車両負荷量演算部２０によって演算された車両負荷量と、オペレータによって負荷としてのモータ定数とを入力し、これらの定数に基づいてインバータ２を制御する。具体的に、モータ特性としては、モータ定数や電圧電流方程式である。モータ定数は、モータ等価回路の各構成要素である。ＩＰＭモータの場合のモータ定数として、モータの電機子抵抗Ｒ、モータポール数Ｐnおよびモータ誘起電圧定数φaが入力端ＩｐＲ、ＩｐＰn、Iｐphiに入力される。また、車両負荷量演算部２０から、モータ軸変換の外乱トルクＭrおよびモータ軸変換の慣性量Ｊcが、入力端ＩｐＭrおよびＩｐＪcに入力される。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the motor simulation operation control unit 15. The motor simulation operation control unit 15 includes a phase conversion unit 16, a motor simulation unit 17, a motor torque calculation unit 18, and a vehicle simulation unit 19. The motor simulation operation control unit 15 includes currents iu ′ and iw ′ detected by the current transformer 10 for the U phase and the W phase of the rectangular wave voltage PWM1 output from the inverter 1, and a voltage Vu that is an output voltage of the inverter 1. , Vw, the vehicle load amount calculated by the vehicle load amount calculation unit 20 as an operation condition, and a motor constant as a load by the operator are input, and the inverter 2 is controlled based on these constants. Specifically, the motor characteristics include a motor constant and a voltage / current equation. The motor constant is each component of the motor equivalent circuit. As motor constants for the IPM motor, the armature resistance R of the motor, the number of motor poles Pn, and the motor induced voltage constant φa are input to the input terminals IpR, IpPn, and Ipphi. Further, the motor load conversion disturbance torque Mr and the motor shaft conversion inertia value Jc are input from the vehicle load amount calculation unit 20 to the input terminals IpMr and IpJc.

尚、本実施形態におけるモータ模擬運転制御部１５は、従来のモータ模擬運転制御部１１に比して、以下の点が異なる。すなわち、本実施形態におけるモータ模擬運転制御部１５は、モータトルク演算部１８と、車両模擬部１９とが追加されている。また、本実施形態におけるモータ模擬運転制御部１５は、従来におけるモータ模擬運転制御部１１にて定数または、データテーブルとして入力されていた、モータ速度Ｎ、モータ固定子上のｄ、ｑ直交座標軸におけるｄ軸上のモータインダクタンスＬd およびｑ軸上のモータインダクタンスＬq、フィルタ７のインダクタンスＬを外部より入力しない。また、モータ速度Ｎ、モータインダクタンスＬd およびＬqを内部にて算出し、モータ軸変換の外乱トルクＭrおよびモータ軸変換の慣性量Ｊcを車両負荷量演算部２０にて算出し、これらの信号を入力して制御を行う。 The motor simulation operation control unit 15 in this embodiment differs from the conventional motor simulation operation control unit 11 in the following points. That is, the motor simulation operation control unit 15 in the present embodiment includes a motor torque calculation unit 18 and a vehicle simulation unit 19. Further, the motor simulation operation control unit 15 in the present embodiment is a motor speed N, which is input as a constant or data table in the motor simulation operation control unit 11 in the related art, on d and q orthogonal coordinate axes on the motor stator. The motor inductance Ld on the d axis, the motor inductance Lq on the q axis, and the inductance L of the filter 7 are not input from the outside. Also, the motor speed N, motor inductances Ld and Lq are calculated internally, the motor shaft conversion disturbance torque Mr and the motor shaft conversion inertia value Jc are calculated by the vehicle load amount calculation unit 20, and these signals are input. Control.

また、モータ模擬運転制御部１５に、角度センサ模擬制御部１２（制御手段）が設けられている。図３は、角度センサ模擬制御部１２の構成を示すブロック図である。角度センサ模擬制御部１２は、レゾルバ電気角変換部１２１と、レゾルバ帰還信号模擬部１２２とから構成される。角度センサ模擬制御部１２は、入力端ＩｐＰrn、ＩｐＳpにて、オペレータによってレゾルバポール数Ｐrn、角度検出原点位置Ｓpを、入力端Ｉｐｔhにてモータ模擬運転制御部１５の出力端Ｏｐｔhからモータ回転角θをそれぞれ入力する。レゾルバ電気角変換部１２１は、入力されたモータ回転角θにレゾルバポール数Ｐrnを乗算し、角度検出原点位置Ｓpによって該乗算結果を補正して、電気角変換後のモータ回転角θrをレゾルバ帰還信号模擬部１２２に出力する。レゾルバ帰還信号模擬部１２２は、レゾルバ電気角変換部１２１から電気角変換後のモータ回転角θrを、インバータ１から入力端ＩＳeにてセンサ駆動用信号Ｓeをそれぞれ入力し、これらの信号に基づいて、模擬角度センサ信号Ｓθを出力端ＯＳthからインバータ１へ出力する。インバータ１は模擬角度センサ信号Ｓθに基づいて電圧、電流の制御を行う。尚、インバータ１内のスイッチング素子のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）の切換回路は、インバータ１内に含まれている。 The motor simulation operation control unit 15 is provided with an angle sensor simulation control unit 12 (control means). FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the angle sensor simulation control unit 12. The angle sensor simulation control unit 12 includes a resolver electrical angle conversion unit 121 and a resolver feedback signal simulation unit 122. The angle sensor simulation control unit 12 receives the resolver pole number Prn and the angle detection origin position Sp by the operator at the input ends IpPrn and IpSp, and the motor rotation angle θ from the output end Opth of the motor simulation operation control unit 15 at the input end Ipth. Enter each. The resolver electrical angle converter 121 multiplies the input motor rotation angle θ by the number of resolver poles Prn, corrects the multiplication result by the angle detection origin position Sp, and returns the motor rotation angle θr after the electrical angle conversion to the resolver. The signal is output to the signal simulation unit 122. The resolver feedback signal simulation unit 122 inputs the motor rotation angle θr after the electrical angle conversion from the resolver electrical angle conversion unit 121 and the sensor driving signal Se from the inverter 1 at the input terminal ISe, and based on these signals. The simulated angle sensor signal Sθ is output from the output terminal OSth to the inverter 1. The inverter 1 controls the voltage and current based on the simulated angle sensor signal Sθ. Note that a switching circuit of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of a switching element in the inverter 1 is included in the inverter 1.

図４は、相変換部１６の構成を示すブロック図である。相変換部１６は、三相／二相変換器１６１と、ローパスフィルタ１６２a、１６２ｂと、三相／二相変換器１６３と、加減算器１６４ａ、１６４ｂと、比例積分演算器１６５ａ、１６５ｂと、二相／三相変換器１６６と、ＰＷＭ制御部１６７と、積分器１６８と、モータ電気角変換部１６９とから構成される。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the phase conversion unit 16. The phase converter 16 includes a three-phase / two-phase converter 161, low-pass filters 162a and 162b, a three-phase / two-phase converter 163, adders / subtracters 164a and 164b, proportional-integral calculators 165a and 165b, The phase / three-phase converter 166, the PWM controller 167, the integrator 168, and the motor electrical angle converter 169 are configured.

積分器１６８は、入力端Ｉｐogm（第２の入力端）から入力したモータ回転角速度ωmを積分し、モータ回転角θを出力端Ｏｐthおよびモータ電気角変換部１６９に出力する。モータ電気角変換部１６９は、モータ回転角θと、入力端ＩｐＰnから入力したモータポール数Ｐnとを乗算し、インバータ１の駆動用電源の位相がインバータ２の駆動用電源の位相と合致するように角度補正をかけて、モータ電気角変換後の角度θmを、ＤＳＰによって実現される三相／二相変換器１６１および三相／二相変換器１６３ならびに二相／三相変換器１６６に出力する。 The integrator 168 integrates the motor rotation angular velocity ωm input from the input end Ipogm (second input end), and outputs the motor rotation angle θ to the output end Opth and the motor electrical angle conversion unit 169. The motor electrical angle conversion unit 169 multiplies the motor rotation angle θ by the number of motor poles Pn input from the input terminal IpPn so that the phase of the driving power source for the inverter 1 matches the phase of the driving power source for the inverter 2. Is applied to the angle θm, and the angle θm after the motor electrical angle conversion is output to the three-phase / two-phase converter 161, the three-phase / two-phase converter 163 and the two-phase / three-phase converter 166 realized by the DSP. To do.

三相／二相変換器１６１は、入力端ＩｐｉuおよびＩｐｉwから入力した三相電流ｉu’ 、ｉw’を、モータ電気角変換後の角度θmに基づいて三相／二相変換（ｄ−ｑ変換）し、二相電流ｉd、ｉq を得て、出力端ＯｐｉdおよびＯｐｉqからモータ模擬部１７およびモータトルク演算部１８に出力する。 The three-phase / two-phase converter 161 converts the three-phase currents iu ′ and iw ′ input from the input terminals Ipiu and Ipiw into a three-phase / two-phase conversion (dq conversion) based on the angle θm after the motor electrical angle conversion. The two-phase currents id and iq are obtained and output from the output terminals Opid and Opiq to the motor simulator 17 and the motor torque calculator 18.

また、ローパスフィルタ１６２ａ、１６２ｂは、入力端ＩｐＶuおよびＩｐＶwにて、インバータ１から出力電圧ＶuおよびＶwを入力し、インバータ１の出力電圧の基本波成分を取り出し、三相／二相変換器１６３に出力する。三相／二相変換器１６３は、ローパスフィルタ１６２ａ、１６２ｂの出力信号を、モータ電気角変換後の角度θmに基づいて三相／二相変換（ｄ−ｑ変換）し、二相電圧Ｖd、Ｖq を得て、加算器１６４ａ、１６４ｂの負入力端に出力する。また、モータ模擬部１７から二相電圧Ｖd * 、Ｖq * を、加算器１６４ａ、１６４ｂの正入力端に入力する。加算器１６６はこれらの信号の加算結果を比例積分演算器１６５ａ、１６５ｂに出力する。比例積分演算器１６５ａ、１６５ｂは、該信号について比例積分演算を行い、二相電圧を得て二相／三相変換器１６６に出力する。二相／三相変換器１６６は、これら二相電圧が入力され、モータ電気角変換後の角度θmに基づいて二相／三相変換を行い、相電圧指令信号Ｖou*、Ｖov*、Ｖow* を得てＰＷＭ制御部１６７に出力する。ＰＷＭ制御部１６７は、この相電圧指令信号に基づいてインバータ２のゲート信号を生成し、出力端Ｏgtから出力してインバータ２の制御を行う。 The low-pass filters 162a and 162b receive the output voltages Vu and Vw from the inverter 1 at the input terminals IpVu and IpVw, take out the fundamental wave component of the output voltage of the inverter 1, and supply it to the three-phase / two-phase converter 163. Output. The three-phase / two-phase converter 163 performs three-phase / two-phase conversion (dq conversion) on the output signals of the low-pass filters 162a and 162b based on the angle θm after the motor electrical angle conversion, and the two-phase voltage Vd, Vq is obtained and output to the negative input terminals of the adders 164a and 164b. Further, the two-phase voltages Vd * and Vq * are input from the motor simulation unit 17 to the positive input terminals of the adders 164a and 164b. The adder 166 outputs the addition result of these signals to the proportional-plus-integral calculators 165a and 165b. The proportional-plus-integral calculators 165a and 165b perform a proportional-integral calculation on the signals, obtain a two-phase voltage, and output it to the two-phase / three-phase converter 166. The two-phase / three-phase converter 166 receives these two-phase voltages, performs two-phase / three-phase conversion based on the angle θm after the motor electrical angle conversion, and outputs phase voltage command signals Vou *, Vov *, Vow *. Is output to the PWM controller 167. The PWM control unit 167 generates a gate signal of the inverter 2 based on the phase voltage command signal, and outputs the gate signal from the output terminal Ogt to control the inverter 2.

尚、本実施形態における相変換部１６の構成は、図１０に示す、従来における相変換部１３に比して、以下の点が異なっている。すなわち、本実施形態におけるモータ模擬部１７においては、インバータ１の出力電圧をフィルタ７を通さず相変換部１６に入力するため、インバータ１の出力電圧の基本波成分を取り出すローパスフィルタ１６２ａ、１６２ｂが追加されている。また、従来の相変換部１３においてトランス８およびフィルタ９によって発生する位相差を補正する角度補正信号発生器１３１および加減算器１３２が削除されている。また、従来の相変換部１３においてモータ電気角変換後のモータ回転角θからモータ回転角速度ωmを算出する微分器１３３が削除されている。 The configuration of the phase conversion unit 16 in the present embodiment differs from the conventional phase conversion unit 13 shown in FIG. 10 in the following points. That is, in the motor simulation unit 17 in the present embodiment, since the output voltage of the inverter 1 is input to the phase conversion unit 16 without passing through the filter 7, the low-pass filters 162 a and 162 b that extract the fundamental wave component of the output voltage of the inverter 1 are provided. Have been added. Further, the angle correction signal generator 131 and the adder / subtractor 132 for correcting the phase difference generated by the transformer 8 and the filter 9 in the conventional phase converter 13 are omitted. Further, the differentiator 133 for calculating the motor rotation angular velocity ωm from the motor rotation angle θ after the motor electrical angle conversion in the conventional phase conversion unit 13 is deleted.

図５は、モータ模擬部１７の構成を示す図である。モータ模擬部１７は、乗算器１７１ａ、１７１ｂ（第２の乗算手段）と、インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂ（定数参照手段）と、乗算器１７３ａ、１７３ｂ、１７４ａ、１７４ｂ（第１の乗算手段）と、加算器１７５ａ、１７５ｂ（加算手段）と、乗算器１７６（第３の乗算手段）とから構成される。尚、インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂは、回転子が真円ではなく、突極性を有するＩＰＭモータのモータインダクタンスＬdおよびＬqと二相電流ｉdおよびｉqとの電流依存特性が書き込まれたテーブルである。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the motor simulation unit 17. The motor simulation unit 17 includes multipliers 171a and 171b (second multiplication means), inductance reference tables 172a and 172b (constant reference means), multipliers 173a, 173b, 174a and 174b (first multiplication means), , Adders 175a and 175b (addition means) and a multiplier 176 (third multiplication means). The inductance reference tables 172a and 172b are tables in which current dependency characteristics of the motor inductances Ld and Lq and the two-phase currents id and iq of the IPM motor having a saliency are not written in the rotor.

インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂは、入力端ＩｐｉdおよびＩｐｉqから入力した二相電流ｉdおよびｉqを参照して、モータインダクタンスＬd およびＬqをモータトルク演算部１８および乗算器１７３ａ、１７３ｂに出力する。乗算器１７３ａ、１７３ｂは、モータインダクタンスＬd およびＬqを二相電流ｉdおよびｉqとそれぞれ乗算して乗算器１７４ａ、１７４ｂに出力する。乗算器１７４ａ、１７４ｂは該出力結果に車両模擬部１９から入力したモータ回転角速度ωmを乗算して、加算器１７５ａ、１７５ｂに出力する。一方、乗算器１７１ａ、１７１ｂは、入力端ＩｐｉdおよびＩｐｉqから入力した二相電流ｉdおよびｉqに、モータの電機子抵抗Ｒをそれぞれ乗算して、加算器１７５ａ、１７５ｂに出力する。また、乗算器１７６は、モータ回転角速度ωmと、モータ誘起電圧定数φａとを入力して乗算した後に、乗算結果を加算器１７５ａに出力する。加算器１７５ａおよび１７５ｂは、入力した各信号を加算して、該加算結果である二相電圧Ｖd* 、Ｖq* を出力端ＯｐＶda、ＯｐＶqaから、相変換部１６の入力端ＩｐＶda、ＩｐＶqaへ出力する。 The inductance reference tables 172a and 172b refer to the two-phase currents id and iq input from the input terminals Ipid and Ipiq and output the motor inductances Ld and Lq to the motor torque calculator 18 and the multipliers 173a and 173b. Multipliers 173a and 173b multiply motor inductances Ld and Lq by two-phase currents id and iq, respectively, and output the result to multipliers 174a and 174b. The multipliers 174a and 174b multiply the output result by the motor rotational angular velocity ωm input from the vehicle simulation unit 19 and output the result to the adders 175a and 175b. On the other hand, the multipliers 171a and 171b multiply the two-phase currents id and iq input from the input terminals Ipid and Ipiq by the armature resistance R of the motor, respectively, and output the result to the adders 175a and 175b. The multiplier 176 inputs and multiplies the motor rotation angular velocity ωm and the motor induced voltage constant φa, and outputs the multiplication result to the adder 175a. The adders 175a and 175b add the input signals and output the two-phase voltages Vd * and Vq *, which are the addition results, from the output terminals OpVda and OpVqa to the input terminals IpVda and IpVqa of the phase converter 16. .

尚、本実施形態におけるモータ模擬部１７の構成は、図１１に示す、従来におけるモータ模擬部１４に比して、以下の点が異なっている。すなわち、本実施形態におけるモータ模擬部１７においては、モータインダクタンスＬd およびＬqを、定数としてオペレータによって入力する構成とはせず、二相電流ｉdおよびｉqに依存して変化させて実際のモータインダクタンスＬdおよびＬqを模擬することができるように、インダクタンス参照テーブル１７２a、１７２ｂを設けている。また、該モータインダクタンスＬdおよびＬqを、出力端ＯｐLd、ＯｐLq（出力端）からモータトルク演算部１８に出力するようになっている。また、本実施形態のインバータ試験装置においては、インバータ１の出力電圧Ｖu、Ｖw をフィルタ７を通さずにモータ模擬運転部１５に印加しているために、従来のインバータ試験装置におけるフィルタ７のインダクタンスＬの影響を打ち消すためにモータ模擬部１４に設けられている、加減算器１４１ａ、１４１ｂが削除されている。 The configuration of the motor simulation unit 17 in this embodiment is different from the conventional motor simulation unit 14 shown in FIG. 11 in the following points. That is, in the motor simulation unit 17 in the present embodiment, the motor inductances Ld and Lq are not input as constants by the operator, but are changed depending on the two-phase currents id and iq to change the actual motor inductance Ld. Inductance reference tables 172a and 172b are provided so that Lq and Lq can be simulated. Further, the motor inductances Ld and Lq are output from the output terminals OpLd and OpLq (output terminals) to the motor torque calculator 18. In the inverter test apparatus of this embodiment, the output voltages Vu and Vw of the inverter 1 are applied to the motor simulation operation unit 15 without passing through the filter 7, so that the inductance of the filter 7 in the conventional inverter test apparatus is used. In order to cancel the influence of L, the adder / subtracters 141a and 141b provided in the motor simulation unit 14 are deleted.

図６は、モータトルク演算部１８の構成を示す図である。モータ模擬部１７は、加算器１８１と、乗算器１８２、１８３、１８４と、加算器１８５と、乗算器１８６とから構成される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the motor torque calculation unit 18. The motor simulation unit 17 includes an adder 181, multipliers 182, 183, 184, an adder 185, and a multiplier 186.

加減算器１８１は、入力端ＩｐＬdおよびＩｐＬqから入力したモータインダクタンスＬd およびＬqを加減算する。具体的に、モータインダクタンスＬqを加減算器の正入力端に入力し、モータインダクタンスＬdを加減算器の負入力端に入力して、モータインダクタンスＬqからモータインダクタンスＬdを減算する演算を行い、演算結果を乗算器１８２に出力する。また、乗算器１８２は、該演算結果と入力端Ｉｐｉq2にて入力した二相電流Ｉqとを乗算し、乗算結果を乗算器に１８３に出力する。乗算器１８３は該乗算結果と入力端Ｉｐｉd2にて入力した二相電流ｉdとを乗算し、加算器１８５に出力する。一方、乗算器１８４はモータ誘起電圧定数φaと二相電流ｉqとを入力して乗算を行い、乗算結果を加算器１８５に出力する。加算器１８５はこれらの信号の加算結果を乗算器１８６に出力する。乗算器１８６は、該出力信号とモータポール数Ｐnとを乗算して、乗算結果をトルクτとして出力端Ｏｐtauから、車両模擬部１９に出力する。 The adder / subtractor 181 adds and subtracts the motor inductances Ld and Lq input from the input terminals IpLd and IpLq. Specifically, the motor inductance Lq is input to the positive input terminal of the adder / subtractor, the motor inductance Ld is input to the negative input terminal of the adder / subtractor, and the calculation is performed to subtract the motor inductance Ld from the motor inductance Lq. Output to the multiplier 182. The multiplier 182 multiplies the calculation result by the two-phase current Iq input at the input terminal Ipiq2, and outputs the multiplication result to the multiplier 183. The multiplier 183 multiplies the multiplication result and the two-phase current id input at the input terminal Ipid2, and outputs the result to the adder 185. On the other hand, the multiplier 184 receives the motor induced voltage constant φa and the two-phase current iq, performs multiplication, and outputs the multiplication result to the adder 185. The adder 185 outputs the addition result of these signals to the multiplier 186. The multiplier 186 multiplies the output signal by the number of motor poles Pn, and outputs the multiplication result as torque τ to the vehicle simulation unit 19 from the output terminal Optau.

図７は、車両模擬部１９の構成を示す図である。モータ模擬部１７は、加算器１９１と、除算器１９２と、積分器１９３とから構成される。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the vehicle simulation unit 19. The motor simulation unit 17 includes an adder 191, a divider 192, and an integrator 193.

加減算器１９１は、入力端Ｉｐtauにてモータトルク演算部１８の出力端Ｏｐtauからトルクτを入力する。尚、ＨＥＶに使用するモータを模擬する際には、入力端Ｉｐtauに併せてエンジントルクを入力する。そして、車両負荷量演算部２０から入力端ＩｐＭrにてモータ軸変換の外乱トルクＭrを入力する。そして、各信号の加算を行い、加算後のトルクτ1を除算器１９２に出力する。除算器１９２は、車両負荷量演算部２０から入力端ＩｐＪcにてモータ軸変換の慣性量Ｊcを入力し、加算後のトルクτ1をモータ軸変換の慣性量Ｊcによって割る除算を行い、算出された角加速度αを積分器１９３に出力する。積分器１９３は該角加速度αを積分し、モータ回転角速度ωmを得て、出力端Ｏｐogmからモータ模擬部１７の入力端Ｉｐogmおよび相変換部１６の入力端Ｉｐogmならびに車両負荷量演算部２０の入力端ＩｐＯmmに出力する。また、車両負荷量演算部２０は車速Ｖelを算出し、該結果を積分して走行距離を演算し、走行距離Ｄisおよび車速Ｖelを制御部に出力する。走行距離Ｄisおよび車速Ｖelは制御部内のメータに入力されて、該値が表示される。 The adder / subtractor 191 inputs the torque τ from the output terminal Optau of the motor torque calculator 18 at the input terminal Iptau. When simulating a motor used for HEV, engine torque is input together with the input end Iptau. Then, disturbance torque Mr of motor shaft conversion is input from the vehicle load amount calculation unit 20 at the input end IpMr. Each signal is added, and the added torque τ 1 is output to the divider 192. The divider 192 receives the motor shaft conversion inertia amount Jc from the vehicle load amount calculation unit 20 at the input terminal IpJc, and performs division by dividing the added torque τ1 by the motor shaft conversion inertia amount Jc. The angular acceleration α is output to the integrator 193. The integrator 193 integrates the angular acceleration α to obtain the motor rotational angular velocity ωm, and from the output end Opogm to the input end Ipogm of the motor simulation unit 17, the input end Ipogm of the phase conversion unit 16, and the input of the vehicle load amount calculation unit 20. Output to the end IpOmm. The vehicle load amount calculation unit 20 calculates the vehicle speed Vel, integrates the result to calculate the travel distance, and outputs the travel distance Dis and the vehicle speed Vel to the control unit. The travel distance Dis and the vehicle speed Vel are input to a meter in the control unit, and the values are displayed.

以上のように、本実施形態におけるモータ模擬運転制御部１５は、従来モータ模擬運転制御部１１のように、モータ速度を定数Ｎまたはデータテーブルとしてオペレータが入力する構成とせずに、モータトルク演算部１８および車両模擬部１９によって、走行状態によって変化するトルクτやモータ軸変換の外乱トルクＭrやモータ軸変換の慣性量Ｊcに基づいて算出されたモータ回転角速度ωmをモータ模擬部１７および相変換部１６に入力する構成としているところが異なる。 As described above, the motor simulation operation control unit 15 according to the present embodiment does not have a configuration in which the operator inputs the motor speed as a constant N or a data table, unlike the conventional motor simulation operation control unit 11. The motor simulation unit 17 and the phase conversion unit calculate the motor rotational angular velocity ωm calculated by the motor 18 and the vehicle simulation unit 19 based on the torque τ that varies depending on the running state, the disturbance torque Mr of the motor shaft conversion, and the inertia amount Jc of the motor shaft conversion. 16 is different from that of FIG.

次に、本実施形態におけるインバータ試験装置の動作を図２を参照して説明する。
インバータ試験装置の各部の電源が投入され、試験がスタートすると、商用交流電源３の出力電圧がトランス４によって変圧され、インダクタンス２４を介して回生コンバータ２２に、トランス２１およびインダクタンス２５を介して回生コンバータ２３に、それぞれ供給される。 Next, the operation of the inverter test apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG.
When the power of each part of the inverter test apparatus is turned on and the test is started, the output voltage of the commercial AC power supply 3 is transformed by the transformer 4 and regenerated to the regenerative converter 22 via the inductance 24 and to the regenerative converter via the transformer 21 and the inductance 25. 23, respectively.

ここで、モータの力行運転を模擬する場合は、回生コンバータ２２を制御して交流電源電圧より振幅が大きく、かつ位相の遅れた電圧を発生させることにより、その差の電圧がインダクタンス２４にかかり、交流電圧と同相の電流が流れ、コンデンサＣ1 にエネルギーが蓄積され、チョッパ６を介してインバータ１に供給される。即ち、インバータ１が交流電源からエネルギーを供給されることになる。一方、インバータ２はインバータ１から供給されたエネルギーをコンデンサＣ2 に蓄積し、また、回生コンバータ２３を制御して交流電源電圧より振幅が大きく、かつ位相の進んだ電圧を発生させることにより、コンデンサＣ2 からインダクタンス２５にかかる交流電圧と逆相の電流が流れ、この電流はトランス２１を通じて交流電源側に戻される。 Here, when simulating the power running operation of the motor, the voltage of the difference is applied to the inductance 24 by controlling the regenerative converter 22 to generate a voltage having an amplitude larger than the AC power supply voltage and delayed in phase. A current having the same phase as the AC voltage flows, energy is stored in the capacitor C 1, and is supplied to the inverter 1 through the chopper 6. That is, the inverter 1 is supplied with energy from the AC power source. On the other hand, the inverter 2 stores the energy supplied from the inverter 1 in the capacitor C2, and controls the regenerative converter 23 to generate a voltage having a larger amplitude and a more advanced phase than the AC power supply voltage. , A current having a phase opposite to that of the AC voltage applied to the inductance 25 flows, and this current is returned to the AC power source through the transformer 21.

一方、モータの回生運転を模擬する場合は、上記と逆に回生コンバータ２２により交流電源電圧より振幅が大きく、かつ位相の進んだ電圧を発生させることにより、インダクタンス２４にかかる交流電圧と逆向きの電流が流れる。また、インバータ２は回生コンバータ２３からのエネルギーをコンデンサＣ2 に蓄積し、これをインバータ２からインバータ１に供給することになる。 On the other hand, when simulating the motor regenerative operation, the regenerative converter 22 generates a voltage whose amplitude is larger than that of the AC power supply voltage and whose phase is advanced by the regenerative converter 22, thereby reversing the AC voltage applied to the inductance 24. Current flows. Further, the inverter 2 stores the energy from the regenerative converter 23 in the capacitor C2, and supplies it to the inverter 1 from the inverter 2.

インバータ１は角度センサ模擬制御部１２へセンサ駆動用信号Ｓeを出力し、角度センサ模擬制御部１２は模擬角度センサ信号Ｓθをインバータ１へ出力する。インバータ１は模擬角度センサ信号Ｓθに基づいて電圧、電流の制御を行い、フィルタ７に矩形波電圧ＰＷＭ1を供給する。 The inverter 1 outputs the sensor driving signal Se to the angle sensor simulation control unit 12, and the angle sensor simulation control unit 12 outputs the simulation angle sensor signal Sθ to the inverter 1. The inverter 1 controls the voltage and current based on the simulated angle sensor signal Sθ, and supplies the filter 7 with a rectangular wave voltage PWM1.

一方、擬似負荷２１内部では、インバータ２が回生コンバータ２３から直流電圧を供給される。モータ模擬運転制御部１５は、モータ運転条件、モータ定数、電圧Ｖd ′、Ｖq ′、電流ｉu 、ｉwを受けて、インバータ２を制御するゲート信号を算出し、インバータ２を制御する。インバータ２は、上記定数によりモータを模擬するように制御され、矩形波電圧ＰＷＭ2を出力し、フィルタ７に供給する。以上の動作により、実際のモータを模擬する動作を行う。 On the other hand, in the pseudo load 21, the inverter 2 is supplied with a DC voltage from the regenerative converter 23. The motor simulation operation control unit 15 receives a motor operation condition, motor constants, voltages Vd ', Vq', currents iu, iw, calculates a gate signal for controlling the inverter 2, and controls the inverter 2. The inverter 2 is controlled so as to simulate a motor based on the above constants, and outputs a rectangular wave voltage PWM 2 and supplies it to the filter 7. With the above operation, an operation for simulating an actual motor is performed.

次に、この実施形態における出力電圧検出回路１５の動作を図１〜図７を参照して説明する。
積分器１６８は、積分器１９３から出力された、模擬されているモータの回転角速度ωmを積分して、モータ回転角θを得る。レゾルバ電気角変換部１２１は、レゾルバポール数Ｐrnおよび角度検出原点位置Ｓpによって、モータ回転角θを電気角変換後のモータ回転角θrに変換し、レゾルバ帰還信号模擬部１２２に出力する。レゾルバ帰還信号模擬部１２２は、電気角変換後のモータ回転角θrおよびインバータ１から入力したセンサ駆動用用信号Ｓeに応じた模擬角度センサ信号Ｓθをインバータ１に出力し、インバータ１はこの模擬角度センサ信号Ｓθに基づいて出力電流を所定の値に制御する。
一方、モータ電気角変換部１６９は、積分器１６８からモータ回転角θを入力し、モータポール数Ｐnによって、モータ電気角変換後の角度θmに変換し、三相／二相変換器１６１、１６３および二相／三相変換器１６６に出力する。 Next, the operation of the output voltage detection circuit 15 in this embodiment will be described with reference to FIGS.
The integrator 168 integrates the rotational angular velocity ωm of the simulated motor output from the integrator 193 to obtain the motor rotational angle θ. The resolver electrical angle conversion unit 121 converts the motor rotation angle θ into the motor rotation angle θr after the electrical angle conversion based on the resolver pole number Prn and the angle detection origin position Sp, and outputs the converted motor rotation angle θr to the resolver feedback signal simulation unit 122. The resolver feedback signal simulation unit 122 outputs a simulated angle sensor signal Sθ corresponding to the motor rotation angle θr after the electrical angle conversion and the sensor driving signal Se input from the inverter 1 to the inverter 1, and the inverter 1 outputs the simulated angle. The output current is controlled to a predetermined value based on the sensor signal Sθ.
On the other hand, the motor electrical angle conversion unit 169 receives the motor rotation angle θ from the integrator 168, converts the motor rotation angle θ into the angle θm after the motor electrical angle conversion by the motor pole number Pn, and the three-phase / two-phase converters 161, 163. And output to the two-phase / three-phase converter 166.

三相／二相変換器１６１は電流ｉu’、ｉw’を、モータの回転角速度ωmに基づいて三相／二相変換をして、二相電流ｉd、ｉqを得て、インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂ、乗算器１７３ａ、１７３ｂ、１７１ａ、１７１ｂ、１８３、１８２、１８４に出力する。モータインダクタンスＬdおよびＬqは、インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂから、二相電流ｉd、ｉqに該当するを値を参照することにより出力され、乗算器１７３ａ、１７３ｂにて二相電流ｉd、ｉqと乗算され、乗算器１７４ａ、１７４ｂにてモータの回転角速度ωmと乗算される。一方、二相電流ｉd、ｉqが乗算器１７４ａ、１７４ｂにてモータの電機子抵抗Ｒと乗算され、加算器１７５ａ、１７５ｂにて、乗算器１７４ａ、１７４ｂの乗算結果と加算され、二相電圧Ｖd*、Ｖq*を出力する。また、モータの回転角速度ωmがモータ誘起電圧定数φaと乗算器１７６にて乗算され、該乗算結果が、加算器１７５ａにて加算され、二相電圧Ｖd*にさらに加算される。該二相電圧Ｖd*、Ｖq*は、加減算器１６４ａ、１６４ｂの正入力端に入力される。 The three-phase / two-phase converter 161 performs three-phase / two-phase conversion on the currents iu ′ and iw ′ based on the rotational angular velocity ωm of the motor to obtain the two-phase currents id and iq, and the inductance reference table 172a, 172b and multipliers 173a, 173b, 171a, 171b, 183, 182 and 184. The motor inductances Ld and Lq are output by referring to values corresponding to the two-phase currents id and iq from the inductance reference tables 172a and 172b, and multiplied by the two-phase currents id and iq by the multipliers 173a and 173b. Multipliers 174a and 174b multiply the rotational angular velocity ωm of the motor. On the other hand, the two-phase currents id and iq are multiplied by the armature resistance R of the motor by the multipliers 174a and 174b, and added by the multiplication results of the multipliers 174a and 174b by the adders 175a and 175b. * And Vq * are output. Further, the motor rotational angular velocity ωm is multiplied by the motor induced voltage constant φa by the multiplier 176, and the multiplication result is added by the adder 175a and further added to the two-phase voltage Vd *. The two-phase voltages Vd * and Vq * are input to the positive input terminals of the adders / subtracters 164a and 164b.

一方、インバータ１の出力電圧Ｖu、Ｖwがローパスフィルタ１６２ａ、１６２ｂを介して三相／二相変換器１６３に入力され、モータの回転角速度ωmに基づいて三相／二相変換がなされて、変換後の二相電圧Ｖd、Ｖqが加減算器１６４ａ、１６４ｂの負入力端に入力される。加減算器１６４ａ、１６４ｂが、二相電圧Ｖd*、Ｖq*から二相電圧Ｖd、Ｖqの減算を行い、比例積分演算器１６５ａ、１６５ｂで変換され、モータの回転角速度ωmに基づいて二相／三相変換器１６６によって、二相／三相変換されることにより、相電圧指令信号Ｖou*、Ｖov*、Ｖow* が得られて、相電圧指令信号Ｖou*、Ｖov*、Ｖow*に基づいてＰＷＭ制御部１６７によりインバータ２のゲート信号が生成される。モータ模擬運転制御部１５はこのゲート信号によって、インバータ２の制御を行う。 On the other hand, the output voltages Vu and Vw of the inverter 1 are input to the three-phase / two-phase converter 163 via the low-pass filters 162a and 162b, and the three-phase / two-phase conversion is performed based on the rotational angular velocity ωm of the motor. The latter two-phase voltages Vd and Vq are input to the negative input terminals of the adders / subtracters 164a and 164b. Adders / subtracters 164a and 164b subtract the two-phase voltages Vd and Vq from the two-phase voltages Vd * and Vq *, respectively, and are converted by the proportional-plus-integral calculators 165a and 165b. Two-phase / three-phase conversion is performed by the phase converter 166 to obtain phase voltage command signals Vou *, Vov *, Vow *, and PWM based on the phase voltage command signals Vou *, Vov *, Vow *. The control unit 167 generates a gate signal for the inverter 2. The motor simulation operation control unit 15 controls the inverter 2 by this gate signal.

一方、ＥＶまたはＨＥＶの駆動用のモータのように、運転状況が変化して、模擬されているモータのトルクτ等が変化し、それに応じてモータの運転条件が変化することを模擬する必要がある場合、車両模擬部１９において、モータトルク演算部１８において演算されたトルクτおよび車両負荷量演算部２０において演算された車両の負荷量であるモータ軸変換の外乱トルクＭrやモータ軸変換の慣性量Ｊcに基づき、次のような動作を行ってモータ回転角速度ωmを変化させ、モータ模擬部１７および相変換部１６にフィードバックする。 On the other hand, like an EV or HEV driving motor, it is necessary to simulate the fact that the operating condition changes, the torque τ of the simulated motor changes, and the motor operating conditions change accordingly. In some cases, in the vehicle simulation unit 19, the torque τ calculated in the motor torque calculation unit 18 and the vehicle shaft load disturbance torque Mr calculated in the vehicle load amount calculation unit 20 or the inertia of the motor shaft conversion. Based on the amount Jc, the following operation is performed to change the motor rotational angular velocity ωm and feed back to the motor simulation unit 17 and the phase conversion unit 16.

加減算器１８１は、モータインダクタンスＬq からモータインダクタンスＬdを減算し、該減算結果は乗算器１８２にて、二相電流Ｉqと乗算され、次いで、乗算器１８３にて二相電流Idとを乗算され、加算器１８５に出力される。一方、モータ誘起電圧定数φaは、乗算器１８４にて二相電流Ｉqと乗算され、加算器１８５に出力される。これらの信号が加算器１８５にて加算され、乗算器１８６にてモータポール数Ｐnと乗算され、トルクτが得られる。 The adder / subtractor 181 subtracts the motor inductance Ld from the motor inductance Lq, and the subtraction result is multiplied by the two-phase current Iq in the multiplier 182, and then multiplied by the two-phase current Id in the multiplier 183. The data is output to the adder 185. On the other hand, motor induced voltage constant φa is multiplied by two-phase current Iq by multiplier 184 and output to adder 185. These signals are added by an adder 185 and multiplied by a motor pole number Pn by a multiplier 186 to obtain a torque τ.

そして、トルクτは、ＥＶを模擬する際には、そのまま、加減算器１９１にて車両負荷演算部２０より出力されたモータ軸変換の外乱トルクＭrと加算され、また、ＨＥＶを模擬する際には、エンジントルクと共に加減算器１９１に入力されて、加減算器１９１にて車両負荷演算部２０より出力されたモータ軸変換の外乱トルクＭrと加算される。そして、加算後のトルクτ1は、除算器１９２にて車両負荷量演算部２０から出力されたモータ軸変換の慣性量Ｊcによって割る除算を施され、算出された角加速度αが積分器１９３によって積分される。以上の処理によって得られたモータ回転角速度ωmが積分器１６８および乗算器１７４ａ、１７４ｂ、１７６ならびに車両負荷量演算部２０に出力され、前述した、インバータ１および２の制御が行われる。 When the EV is simulated, the torque τ is directly added to the disturbance torque Mr of the motor shaft conversion output from the vehicle load calculation unit 20 by the adder / subtractor 191, and when the HEV is simulated. Then, it is input to the adder / subtractor 191 together with the engine torque, and is added to the disturbance torque Mr of the motor shaft conversion output from the vehicle load calculation unit 20 by the adder / subtractor 191. The added torque τ 1 is divided by the divider 192 by the motor shaft conversion inertia value Jc output from the vehicle load amount calculation unit 20, and the calculated angular acceleration α is integrated by the integrator 193. Is done. The motor rotational angular velocity ωm obtained by the above processing is output to the integrator 168, the multipliers 174a, 174b, and 176 and the vehicle load amount calculation unit 20, and the above-described control of the inverters 1 and 2 is performed.

上記実施形態によれば、現在の模擬されているモータのトルクを算出して、車両の総合的な走行抵抗と演算をしてモータ模擬の制御に使用するので、より、実際に近いモータの模擬を行うことができる。 According to the above embodiment, the torque of the currently simulated motor is calculated, and the total running resistance of the vehicle is calculated and used for motor simulation control. It can be performed.

ここで、本実施形態における、インバータ試験装置の電源系について説明する。
図９における従来のインバータ試験装置においては、インバータ１とインバータ２との間にトランス８を挿入して両者を直流的に絶縁している。このため、インバータ１を直流に近い周波数で動作させてモータの低速運転時の状態を模擬して試験を行うと、トランス８が飽和して疑似負荷としてのインバータ２の制御が不能になるという問題が生じる。
また、インバータ１を直流で動作させてモータの停止状態を模擬して試験を行う場合は、トランス８のインバータ２側を短絡して（インバータ２の各相の下側又は上側のＩＧＢＴを全てＯＮさせる等の方法で短絡して）試験を行うが、その場合、トランス８の飽和は問題にならないが、インバータ２を制御してもモータの運転と等価にはならず、特性としては挿入したトランス８や線路のインダクタンスと抵抗等で決まってしまうという問題が生じる。 Here, the power supply system of the inverter test apparatus in the present embodiment will be described.
In the conventional inverter test apparatus shown in FIG. 9, a transformer 8 is inserted between the inverter 1 and the inverter 2 to insulate them from each other in a DC manner. For this reason, if the test is performed by operating the inverter 1 at a frequency close to DC and simulating the state of the low-speed operation of the motor, the transformer 8 is saturated and the control of the inverter 2 as a pseudo load becomes impossible. Occurs.
In addition, when the inverter 1 is operated with DC and the test is performed while simulating the motor stop state, the inverter 2 side of the transformer 8 is short-circuited (all the lower or upper IGBTs of each phase of the inverter 2 are turned on) In this case, the saturation of the transformer 8 is not a problem, but even if the inverter 2 is controlled, it is not equivalent to the operation of the motor, and the inserted transformer is characteristic. 8 or the inductance and resistance of the line, etc.

上述したように、モータの模擬運転を回生運転から力行運転まで行おうとすると、トランス８を直流から高い周波数まで使用可能にするために、トランス８が大型化すると共に、コストアップになるという問題が生じる。そのため、本実施形態においては、トランス８に代えてトランス２１を用い、このトランス２１によりインバータ１とインバータ２を交流電源側において分離し、直流的に絶縁するようにしている。 As described above, when the simulated operation of the motor is performed from the regenerative operation to the power running operation, there is a problem that the transformer 8 is enlarged and the cost is increased in order to make the transformer 8 usable from a direct current to a high frequency. Arise. Therefore, in this embodiment, the transformer 21 is used instead of the transformer 8, and the inverter 21 separates the inverter 1 and the inverter 2 on the AC power source side so as to be galvanically insulated.

尚、本実施形態においては、インバータ１、２側にＡＣ／ＤＣコンバータとして回生コンバータ２２、２３を設ける構成としたが、回生コンバータ２２または２３に代えて、図９の整流回路５と同等のダイオードブリッジで構成されたダイオード整流器をＡＣ／ＤＣコンバータとして用いてもよい。
その場合、回生コンバータ２２に代えてダイオード整流器を用いた場合は、インバータ１が力行運転を行う場合のみ有効である。また、回生コンバータ２３に代えてダイオード整流器を用いた場合は、インバータ１が回生運転を行う場合のみ有効である。そして、図２のように回生コンバータ２２、２３を用いる場合は、インバータ１が力行／回生運転を行う場合に有効である。 In the present embodiment, the regenerative converters 22 and 23 are provided as AC / DC converters on the inverters 1 and 2 side. However, instead of the regenerative converter 22 or 23, a diode equivalent to the rectifier circuit 5 in FIG. A diode rectifier configured by a bridge may be used as an AC / DC converter.
In this case, when a diode rectifier is used instead of the regenerative converter 22, it is effective only when the inverter 1 performs a power running operation. Further, when a diode rectifier is used instead of the regenerative converter 23, it is effective only when the inverter 1 performs a regenerative operation. In addition, the use of the regenerative converters 22 and 23 as shown in FIG. 2 is effective when the inverter 1 performs power running / regenerative operation.

また、図２においては、車両負荷量演算部２０を、擬似負荷２６内に設けた例としたが、ＥＶまたはＨＥＶ全体の制御を行う制御部に設けてもよい。 In FIG. 2, the vehicle load amount calculation unit 20 is provided in the pseudo load 26. However, the vehicle load amount calculation unit 20 may be provided in a control unit that controls the entire EV or HEV.

また、本実施形態において、モータトルク演算部１８にて、電流よりトルクを演算することを想定しているが、以下の電圧電流方程式を満たすような制御を行って、電圧からトルクを演算してもよい。 In this embodiment, it is assumed that the motor torque calculation unit 18 calculates the torque from the current. However, the control is performed so as to satisfy the following voltage-current equation, and the torque is calculated from the voltage. Also good.

但し、ｐは、ｄ／ｄｔ、つまり、時間微分の演算子である。 However, p is d / dt, that is, an operator of time differentiation.

また、本実施形態におけるインバータ試験装置は、車両模擬部１９にて、モータの回転角速度ωmを算出して、モータ模擬部１７、相変換部１６、車両負荷量演算部２０に出力することを想定しているが、車両模擬部１９にて、モータの回転角を演算して、各部に分配してもよい。 Further, in the inverter test apparatus in the present embodiment, it is assumed that the vehicle simulation unit 19 calculates the rotational angular velocity ωm of the motor and outputs it to the motor simulation unit 17, the phase conversion unit 16, and the vehicle load amount calculation unit 20. However, the vehicle simulation unit 19 may calculate the motor rotation angle and distribute it to each unit.

また、本実施形態におけるインバータ試験装置は、車両模擬部１９にて、モータの回転角速度ωmを算出して、モータ模擬部１７、相変換部１６、車両負荷量演算部２０に出力することを想定しているが、車両模擬部１９にて車速を演算して、車両負荷量演算部２０に出力してもよい。 Further, in the inverter test apparatus in the present embodiment, it is assumed that the vehicle simulation unit 19 calculates the rotational angular velocity ωm of the motor and outputs it to the motor simulation unit 17, the phase conversion unit 16, and the vehicle load amount calculation unit 20. However, the vehicle speed may be calculated by the vehicle simulation unit 19 and output to the vehicle load amount calculation unit 20.

また、本実施形態におけるインバータ試験装置は、ＩＰＭモータを負荷とした場合として説明したが、ＩＭモータ（誘導電動機）、ＳＰＭ（表面磁石同期）モータ等々どのようなモータでも、モータ模擬部１７にて模擬することができるならば、模擬運転が可能である。 Moreover, although the inverter test apparatus in the present embodiment has been described as a case where an IPM motor is used as a load, any motor such as an IM motor (induction motor), an SPM (surface magnet synchronous) motor, or the like is used in the motor simulation unit 17. If it can be simulated, simulated driving is possible.

特に、ＳＰＭモータを模擬する際には、モータのインダクタンスが電流に依存せず、一定値とみなせるため、以下のようにして模擬運転を行ってもよい。すなわち、モータ模擬部１７において、インダクタンス参照テーブル１７２ａ、１７２ｂおよび出力端ＯｐLd、ＯｐLqを廃し、外部からインダクタンスＬd、Ｌqを入力する入力端（第1の入力端）を設けて、一定値のインダクタンスＬd、Ｌqを入力して、乗算器１７３ａ、１７３ｂに出力してもよい。且つ、モータトルク演算部１８において、入力端ＩｐLd、ＩｐLqにおいて、外部から一定値のインダクタンスＬd、Ｌqを入力し、加減算器１８１に出力してもよい。 In particular, when simulating an SPM motor, since the motor inductance does not depend on the current and can be regarded as a constant value, the simulated operation may be performed as follows. That is, in the motor simulation unit 17, the inductance reference tables 172a and 172b and the output terminals OpLd and OpLq are eliminated, and an input terminal (first input terminal) for inputting the inductances Ld and Lq from the outside is provided, and a constant value of the inductance Ld , Lq may be input and output to the multipliers 173a and 173b. Further, in the motor torque calculation unit 18, constant values of inductances Ld and Lq may be input from the outside at the input terminals IpLd and IpLq and output to the adder / subtractor 181.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change in the range which does not deviate from the summary of this invention is also included.

本発明の一実施形態におけるモータ模擬運転制御部１５の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor simulation operation control part 15 in one Embodiment of this invention. 同実施形態におけるインバータ試験装置全体の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the whole inverter test apparatus in the same embodiment. 同実施形態における角度センサ模擬制御部１２の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the angle sensor simulation control part 12 in the embodiment. 同実施形態における相変換部１６の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the phase conversion part 16 in the embodiment. 同実施形態におけるモータ模擬部１７の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor simulation part 17 in the embodiment. 同実施形態におけるモータトルク演算部１８の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor torque calculating part 18 in the embodiment. 同実施形態における車両模擬部１９の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle simulation part 19 in the embodiment. 従来におけるモータ模擬運転制御部１１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor simulation operation control part 11 in the past. 従来におけるインバータ試験装置全体の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the whole conventional inverter test apparatus. 従来における相変換部１３の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the phase conversion part 13 in the past. 従来におけるモータ模擬部１４の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor simulation part 14 in the past.

Explanation of symbols

１被試験インバータ（第１のインバータ）
２疑似負荷用インバータ（第２のインバータ）
３商用交流電源
４、８、２１トランス
５整流回路
６チョッパ回路
７、９フィルタ
１０変流器
１１、１５モータ模擬運転制御部（制御手段）
１２角度センサ模擬制御部（制御手段）
１３、１６相変換部（モータ模擬手段）
１４、１７モータ模擬部（モータ模擬手段）
１８モータトルク演算部
１９車両模擬部
２０車両負荷量演算部
２２回生コンバータ（第１の電力変換器）（ＡＣ／ＤＣコンバータ）
２３回生コンバータ（第２の電力変換器）（ＡＣ／ＤＣコンバータ）
２４、２５インダクタンス
２６、２７擬似負荷
１２１レゾルバ電気角変換部
１２２レゾルバ帰還信号模擬換部
１３１角度補正信号発生器
１３２、１４１ａ、１４１ｂ、１６４ａ、１６４ｂ、１８１加減算器
１３３微分器
１８５、１９１加算器
１６１、１６３三相／二相変換器
１６２ａ、１６２ｂローパスフィルタ
１６５ａ、１６５ｂ比例積分演算器
１６６二相／三相変換器
１６７ＰＷＭ制御部
１６８、１９３積分器
１６９モータ電気角変換部
１７１ａ、１７１ｂ乗算器（第２の乗算手段）
１７２ａ、１７２ｂインダクタンス参照テーブル（定数参照手段）
１７３ａ、１７３ｂ、１７４ａ、１７４ｂ乗算器（第１の乗算手段）
１７５ａ、１７５ｂ加算器（加算手段）
１７６乗算器（第３の乗算手段）
１８２、１８３、１８４、１８６乗算器
１９２除算器

1 Inverter under test (first inverter)
2 Pseudo load inverter (second inverter)
3 Commercial AC power supply 4, 8, 21 Transformer 5 Rectifier circuit 6 Chopper circuit 7, 9 Filter 10 Current transformer 11, 15 Motor simulation operation control unit (control means)
12 Angle sensor simulation controller (control means)
13, 16 Phase converter (motor simulation means)
14, 17 Motor simulation part (motor simulation means)
18 motor torque calculation unit 19 vehicle simulation unit 20 vehicle load amount calculation unit 22 regenerative converter (first power converter) (AC / DC converter)
23 Regenerative converter (second power converter) (AC / DC converter)
24, 25 Inductance 26, 27 Pseudo load 121 Resolver electrical angle converter 122 Resolver feedback signal simulator 131 Angle correction signal generator 132, 141a, 141b, 164a, 164b, 181 Adder / Subtractor 133 Differentiator 185, 191 Adder 161 163 Three-phase / two-phase converter 162a, 162b Low-pass filter 165a, 165b Proportional integral calculator 166 Two-phase / three-phase converter 167 PWM controller 168, 193 Integrator 169 Motor electrical angle converter 171a, 171b Multiplier ( Second multiplication means)
172a, 172b Inductance reference table (constant reference means)
173a, 173b, 174a, 174b Multiplier (first multiplication means)
175a, 175b Adder (adding means)
176 multiplier (third multiplication means)
182, 183, 184, 186 Multiplier 192 Divider

Claims

A first inverter for testing used in an electric vehicle or a hybrid vehicle having a motor as a driving source together with an internal combustion engine;
A second inverter serving as a pseudo load for simulating the operation of the motor with respect to the first inverter;
Control means for simulating the operation of the motor by generating a control signal for controlling the second inverter based on the operating conditions and motor characteristics set for the motor that is the actual load of the first inverter;
An inverter test apparatus equipped with
The control means is
A motor torque calculator that calculates the torque of the motor simulated by the second inverter based on at least one of the output voltage and current of the first inverter;
A vehicle load amount calculation unit for calculating a vehicle load amount based on a driving operation state and an external environment of the electric vehicle or the hybrid vehicle and vehicle conditions;
When used in the electric vehicle, at least one of a rotation speed, a rotation angle, and a vehicle speed of the motor based on the motor torque calculated by the motor torque calculation unit and the vehicle load amount calculated by the vehicle load amount calculation unit. When one is calculated and used for the hybrid vehicle, the motor torque calculated by the motor torque calculation unit, the vehicle load amount calculated by the vehicle load amount calculation unit, and the engine torque are used to calculate the rotation speed of the motor. A vehicle simulation unit that calculates at least one of a rotation angle and a vehicle speed;
A motor simulation unit for controlling the first inverter and the second inverter based on an output current of the first inverter and a rotation speed or rotation angle of the motor calculated by the vehicle simulation unit;
An inverter testing apparatus comprising:

The motor simulation unit is
A first input for inputting the inductance of the rotor of the motor;
A second input terminal for inputting the rotational angular velocity of the motor from the vehicle simulation unit;
First multiplying means for multiplying the inductance by the output current and the rotational angular velocity;
Second multiplying means for multiplying the output current by the armature resistance of the motor;
Adding means for adding the output result of the first multiplication means and the output result of the second multiplication means;
Third multiplying means for multiplying the phase value by the motor induced voltage constant and outputting the multiplication result to the first adding means;
The inverter test apparatus according to claim 1, further comprising:

The motor simulation unit is
Constant reference means for referring to the output current of the first inverter and outputting the inductance of the rotor of the motor to the first multiplication means;
An output terminal for outputting the inductance to the motor torque calculator;
A second input terminal for inputting the rotational angular velocity of the motor from the vehicle simulation unit;
First multiplying means for multiplying the inductance by the output current and the rotational angular velocity;
Second multiplying means for multiplying the output current by the armature resistance of the motor;
Adding means for adding the output result of the first multiplying means and the output result of the second multiplying means;
A third multiplying unit that multiplies the phase value and the motor induced voltage constant and outputs the multiplication result to the first adding unit;
The inverter test apparatus according to claim 1, further comprising:

The driving operation state is a brake state and a transmission state that is a state of a gear including a differential gear,
The external environment is a slope state, a road surface state, and a wind state,
The vehicle conditions are air resistance and tire diameter,
The inverter test apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein

A first power converter provided between a power source and the first inverter and supplying DC power to the first inverter;
A second power converter provided between the power source and the second inverter and supplying DC power to the second inverter;
A transformer that insulates the first and second power converters;
The inverter test apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising:

6. The inverter test apparatus according to claim 5, wherein the power source is an AC power source, and the first and second power converters are AC / DC converters having a function of performing power regeneration.

The power source is an AC power source, one of the first and second power converters is an AC / DC converter having a function of performing power regeneration, and the other is a rectifier using a diode. The inverter test apparatus according to claim 5.