JP2012222949A - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチング素子の温度を積極的に上げることで、耐圧を上げて高電圧でインバータ主回路を駆動できるまでの期間を短縮するインバータ装置を得る。
【解決手段】スイッチング素子(パワートランジスタ4a〜4f)の温度が上がると耐圧が上がる特性を利用し、スイッチング素子のキャリア周波数を増加する周波数制御回路15や、電動機5に流す無効電流を増加する電流制御指令回路17を備え、スイッチング素子の温度が基準温度Tよりも低い場合は、周波数制御回路15はキャリア周波数を増加したり、電流制御指令回路17は無効電流を増加したりすることで、スイッチング素子の損失を増やし、スイッチング素子の温度を積極的に上昇させる。
【選択図】図1
【解決手段】スイッチング素子(パワートランジスタ4a〜4f)の温度が上がると耐圧が上がる特性を利用し、スイッチング素子のキャリア周波数を増加する周波数制御回路15や、電動機5に流す無効電流を増加する電流制御指令回路17を備え、スイッチング素子の温度が基準温度Tよりも低い場合は、周波数制御回路15はキャリア周波数を増加したり、電流制御指令回路17は無効電流を増加したりすることで、スイッチング素子の損失を増やし、スイッチング素子の温度を積極的に上昇させる。
【選択図】図1
Description
この発明は、PWM(パルス幅変調)制御によるインバータ主回路のスイッチング素子のオンオフ制御を行うインバータ装置に関するものである。
一般的に、インバータを構成するスイッチング素子にはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)や、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等の半導体素子が用いられる。IGBTや、MOSFETの絶縁耐圧(以下、単に「耐圧」と呼ぶ)は、温度(周囲温度や接合温度)に応じて変化し、図12のように、温度が低いほど低くなり、温度が高いほど高くなる。
例えば、特許文献1に開示された技術は、このようなスイッチング素子の温度特性を利用した従来のインバータの構成素子を保護する装置を示したものである。即ち、スイッチング素子の温度が高いときは印加電圧の上限値を高く設定し、スイッチング素子の温度が低いときは印加電圧の上限値を低く設定し、印加電圧がこの上限値よりも高くなった場合にはインバータを停止することで、インバータの使用可能な範囲を広げながらインバータを確実に保護することが可能な制御装置を提供している。
しかしながら、例えば電動機を回生駆動する際にはインバータに掛かる電圧が高くなるためスイッチング素子の耐圧を高くする必要があるが、特許文献1に開示された技術を用いると、スイッチング素子の温度を積極的に上げる手段を持たないため、スイッチング素子の温度が上昇し必要な耐圧となる温度まで待つ必要があり、高電圧駆動が可能になるまで時間が掛かるという問題があった。
また、電動機を力行駆動する際も回生駆動時と同様に、スイッチング素子の温度上昇に時間が掛かるという問題があった。
一方で、高耐圧スイッチング素子を用いたインバータを使用すると、低耐圧スイッチング素子を用いたインバータと比較するとコストが掛かるという問題があった。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、低耐圧スイッチング素子を用いてコストを掛けることなく低温時の低耐圧期間を短縮することができる、つまり、スイッチング素子の温度を積極的に上げることで、耐圧を上げて高電圧でインバータ主回路を駆動できるまでの期間を短縮することができるインバータ装置を得ることを目的とする。
本発明に係るインバータ装置は、スイッチング素子を有するインバータ主回路と、前記インバータ主回路が出力すべき周波数及び電圧に対応した制御信号及びキャリア周波数に基づきPWM信号を出力する信号発生手段と、前記PWM信号により前記スイッチング素子をスイッチングする駆動回路と、前記インバータ主回路のスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段からの検出信号と基準温度を比較し、前記検出信号が前記基準温度よりも低い場合は、温度上昇指令を出力する温度比較手段と、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する周波数制御手段とを備えるものである。
本発明に係るインバータ装置によれば、スイッチング素子の温度を意図的に上昇する手段(例えば、周波数制御手段)を備えることで、スイッチング素子の温度が必要とする耐圧を満たす温度を下回った場合に、スイッチング素子の温度を積極的に上昇することが可能となり、従来よりもスイッチング素子の耐圧が上がるまでの期間を短縮することができる。
以下、本発明のインバータ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るインバータ装置について図1から図3までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るインバータ装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
この発明の実施の形態1に係るインバータ装置について図1から図3までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るインバータ装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図1において、この発明の実施の形態1に係るインバータ装置は、直流電源1と、平滑用コンデンサ2と、インバータ主回路3と、電動機5と、温度検出回路11と、温度比較回路12と、冷却制御回路13と、冷却装置14と、周波数制御回路15と、電流制御指令回路17と、信号発生回路18と、駆動回路19とが設けられている。
インバータ主回路3は、入力側が直流電源1に接続され、出力側が電動機5に接続され、スイッチング素子であるパワートランジスタ4a〜4fがブリッジ接続されている。
これらのパワートランジスタ4a〜4fは、信号発生回路18より駆動回路19を介してベースにPWM(パルス幅変調)信号が与えられる。信号発生回路18は、インバータ主回路3が出力すべき周波数及び電圧に対応した正弦波の制御信号が電流制御指令回路17から与えられ、この制御信号と周波数制御回路15から与えられるキャリア周波数の三角波信号と比較してPWM信号をパワートランジスタ4a〜4fに対応して出力する。
温度検出回路11は、パワートランジスタ4a〜4fの温度を検出して検出信号として出力する。温度検出回路11は、複数のパワートランジスタ4a〜4fの温度を検出し、検出温度の中で最も低い検出温度を出力する。温度比較回路12は、温度検出回路11からの検出信号と基準温度Tを比較し、検出信号が基準温度Tよりも低いときは温度上昇指令S1を出力する。ここで、基準温度Tは、使用するパワートランジスタに必要とされる耐圧を満たす温度であり、図12に示すように、パワートランジスタが基準温度Tよりも低い温度の場合は、必要とする耐圧を満たないためパワートランジスタの印加電圧が制限される。
冷却制御回路13は、冷却駆動指令S2を出力し、温度上昇指令S1が与えられると冷却駆動指令S2を停止する。冷却装置14は、パワートランジスタ4a〜4fを冷却するものであり、冷却制御回路13から冷却駆動指令S2が与えられる。なお、空冷式の冷却装置として冷却ファン、冷媒の通液による冷却装置としてウォーターポンプなどがある。
図2は、この発明の実施の形態1に係るインバータ装置の周波数制御回路が参照するスイッチング素子の検出温度とキャリア周波数増加量の関係(マップ)を示す図である。
周波数制御回路15は、初期キャリア周波数F0を出力し、温度上昇指令S1が与えられると図2のマップに基づいてキャリア周波数を増加する。ここで、図2に示すマップは、検出温度とキャリア周波数増加量の関係を示したものであり、検出温度が低いときはキャリア周波数の増加量が大きくなり、検出温度が高いときはキャリア周波数の増加量が小さくなるように設定されている。
つぎに、この実施の形態1に係るインバータ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図3は、この発明の実施の形態1に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度とキャリア周波数の時間的変化を示す図である。
温度比較回路12は、パワートランジスタ4a〜4fの検出温度が基準温度Tよりも低い温度Taのとき、図3(a)及び(b)に示すように、検出温度Taとともに温度上昇指令S1を出力(ON)する。
冷却制御回路13は、温度上昇指令S1が与えられると、冷却装置14に出力する冷却駆動指令S2を停止し、パワートランジスタ4a〜4fを冷却している冷却ファンやウォーターポンプなどの駆動を停止する。
周波数制御回路15は、温度上昇指令S1が与えられると、検出温度Taから、図3(b)及び(c)に示すように、図2のマップに基づいて初期キャリア周波数F0からΔFaだけ増加したキャリア周波数F0+ΔFaを出力する。そうすると、パワートランジスタ4a〜4fは、初期キャリア周波数F0に比べてスイッチング周波数が高くなり、この結果、スイッチング損失が増加し温度が上昇する。
このように、検出温度が基準温度Tに達するまでパワートランジスタ4a〜4fの温度を上げていく。パワートランジスタ4a〜4fの検出温度が基準温度Tに達すると、図3(a)及び(b)に示すように、温度比較回路12は、温度上昇指令S1を停止(OFF)する。
冷却制御回路13は、温度上昇指令S1の入力が停止すると、冷却装置14に冷却駆動指令S2を出力し、パワートランジスタ4a〜4fを冷却する。また、周波数制御回路15は、温度上昇指令S1の入力が停止すると、図3(b)及び(c)に示すように、キャリア周波数は初期キャリア周波数F0となる。
以上のように、キャリア周波数を増加して冷却装置14を停止することでパワートランジスタ4a〜4fの温度を早く上げることができる。すなわち、パワートランジスタ4a〜4fの耐圧が上がるまでの時間を短くすることができる。なお、冷却装置14を停止させなくても、パワートランジスタ4a〜4fの温度を早く上げることができ、パワートランジスタ4a〜4fの耐圧が上がるまでの時間を短くすることができるが、同時に冷却装置14を停止することで、これらの効果をより奏する。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るインバータ装置について図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置の周波数制御回路が参照するスイッチング素子の検出温度とキャリア周波数増加量の関係(マップ)と、スイッチング素子の検出温度とキャリア周波数増加時間の関係(マップ)を示す図である。また、図5は、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度とキャリア周波数の時間的変化を示す図である。なお、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置の構成は、上記の実施の形態1と同じである。
この発明の実施の形態2に係るインバータ装置について図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置の周波数制御回路が参照するスイッチング素子の検出温度とキャリア周波数増加量の関係(マップ)と、スイッチング素子の検出温度とキャリア周波数増加時間の関係(マップ)を示す図である。また、図5は、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度とキャリア周波数の時間的変化を示す図である。なお、この発明の実施の形態2に係るインバータ装置の構成は、上記の実施の形態1と同じである。
上記の実施の形態1と異なる点は、周波数制御回路15で演算するキャリア周波数増加量を、検出温度によって出力する時間を可変する機能を備えたことである。
図4(a)は、検出温度とキャリア周波数増加量の関係を示したものである。また、図4(b)は検出温度とキャリア周波数増加時間の関係を示したものである。
パワートランジスタ4a〜4fの検出温度がTaの場合、初期キャリア周波数F0に図4(a)から求めたキャリア周波数増加量ΔFaを加算したキャリア周波数F0+ΔFaを、図4(b)から求めたキャリア周波数増加時間taだけ出力したとき、ta経過後、基準温度Tまで上昇する値(キャリア周波数増加時間ta)に設定する。
ここで、図4(a)に示すマップは、検出温度が低いときはキャリア周波数の増加量が大きくなり、検出温度が高いときはキャリア周波数の増加量が小さくなるように設定されている。また、図4(b)に示すマップは、検出温度が低いときはキャリア周波数増加時間が大きくなり、検出温度が高いときはキャリア周波数増加時間が小さくなるように設定されている。
つぎに、この実施の形態2に係るインバータ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
温度比較回路12は、パワートランジスタ4a〜4fの検出温度が基準温度Tよりも低い温度Taのとき、図5(a)及び(b)に示すように、検出温度Taとともに温度上昇指令S1を出力(ON)する。
周波数制御回路15は、温度上昇指令S1が与えられると、検出温度Taから、図5(b)及び(c)に示すように、図4(a)のマップに基づいて初期キャリア周波数F0からΔFaだけ増加したキャリア周波数F0+ΔFaを、図4(b)のマップに基づいてキャリア周波数増加時間taだけ出力する。
キャリア周波数増加時間ta経過後、温度比較回路12は、検出温度が基準温度Tに達している場合は、図5(a)及び(b)に示すように、温度上昇指令S1を停止(OFF)し、これに伴い周波数制御回路15は、図5(b)及び(c)に示すように、キャリア周波数を初期キャリア周波数F0とする。
検出温度が基準温度Tに達していない場合は、図4(a)及び(b)のマップを用いて検出温度に基づいてキャリア周波数増加量とキャリア周波数増加時間を演算し、同様の動作を繰り返し実施する。
以上のように、上記の実施の形態1と異なる点は、図5に示すように、基準温度Tに達するまでのキャリア周波数増加時間taの期間、キャリア周波数増加量が一定となることである。すなわち、キャリア周波数増加時間をマップで決定し、キャリア周波数を高周波数で一定にすることで、より早くパワートランジスタの温度を上昇することができる。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るインバータ装置について図6から図8までを参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態3に係るインバータ装置の構成を示す図である。
この発明の実施の形態3に係るインバータ装置について図6から図8までを参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態3に係るインバータ装置の構成を示す図である。
図6において、この発明の実施の形態3に係るインバータ装置は、直流電源1と、平滑用コンデンサ2と、インバータ主回路3と、電動機5と、温度検出回路11と、温度比較回路12と、冷却制御回路13と、冷却装置14と、周波数制御回路15と、トルク制御指令回路16と、電流制御指令回路17と、信号発生回路18と、駆動回路19とが設けられている。
インバータ主回路3のパワートランジスタ4a〜4fは、信号発生回路18より駆動回路19を介してベースにPWM信号が与えられる。信号発生回路18は、インバータ主回路3が出力すべき周波数及び電圧に対応した正弦波の制御信号が電流制御指令回路17から与えられ、この制御信号と周波数制御回路15から与えられるキャリア周波数の三角波信号と比較してPWM信号をパワートランジスタ4a〜4fに対応して出力する。
温度検出回路11は、パワートランジスタ4a〜4fの温度を検出して検出信号として出力する。温度検出回路11は、複数のパワートランジスタ4a〜4fの温度を検出し、検出温度の中で最も低い検出温度を出力する。温度比較回路12は、温度検出回路11からの検出信号と基準温度Tを比較し、検出信号が基準温度Tよりも低いときは温度上昇指令S1を出力する。ここで、基準温度Tは、使用するパワートランジスタに必要とされる耐圧を満たす温度であり、図12に示すように、パワートランジスタが基準温度Tよりも低い温度の場合は、必要とする耐圧を満たないためパワートランジスタの印加電圧が制限される。
冷却制御回路13は、冷却駆動指令S2を出力し、温度上昇指令S1が与えられると冷却駆動指令S2を停止する。冷却装置14は、パワートランジスタ4a〜4fを冷却するものであり、冷却制御回路13から冷却駆動指令S2が与えられる。なお、空冷式の冷却装置として冷却ファン、冷媒の通液による冷却装置としてウォーターポンプなどがある。
電流制御指令回路17は、トルク制御指令回路16からトルク指令が与えられ、このトルク指令に基づいて電動機5に流す指令電流を演算する。この指令電流が流れるように、インバータ主回路3が出力すべき周波数及び電圧に対応した正弦波の制御信号を出力する。なお、指令電流は、電動機5の出力トルクに寄与するトルク電流と出力トルクに寄与しない無効電流からなり、無効電流は電動機5の界磁を制御する界磁電流成分である。無効電流を増加すると出力トルクは一定のままパワートランジスタ4a〜4fに流れる電流が増加し、パワートランジスタ4a〜4fの温度が上昇する。
図7は、この発明の実施の形態3に係るインバータ装置の電流制御指令回路が参照するスイッチング素子の検出温度と無効電流増加量の関係(マップ)を示す図である。
また、電流制御指令回路17は、温度上昇指令S1が与えられると、図7のマップに基づいて無効電流を増加する。ここで、図7に示すマップは、検出温度と無効電流増加量の関係を示したマップであり、検出温度が低いときは無効電流の増加量が大きくなり、温度が高いときは無効電流の増加量が小さくなるように設定されている。
つぎに、この実施の形態3に係るインバータ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図8は、この発明の実施の形態3に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度と無効電流の時間的変化を示す図である。
パワートランジスタ4a〜4fの検出温度が基準温度Tよりも低い温度Taのとき、温度比較回路12は、図8(a)及び(b)に示すように、検出温度Taとともに温度上昇指令S1を出力(ON)する。
冷却制御回路13は、温度上昇指令S1が与えられると、冷却装置14に出力する冷却駆動指令S2を停止し、パワートランジスタ4a〜4fを冷却している冷却ファンやウォーターポンプなどの駆動を停止する。
電流制御指令回路17は、温度上昇指令S1が与えられると、トルク指令に基づいて演算した無効電流Id0より、図8(b)及び(c)に示すように、検出温度Taから、図7のマップに基づいてΔIdaだけ増加した無効電流Id0+ΔIdaとする。そうすると、パワートランジスタ4a〜4fに流れる電流が増加し温度が上昇する。
このように、検出温度が基準温度Tに達するまでパワートランジスタ4a〜4fの温度を上げていく。パワートランジスタ4a〜4fの温度が上昇し基準温度Tよりも高くなったとき、温度比較回路12は、図8(a)及び(b)に示すように、温度上昇指令S1の出力を停止(OFF)する。
冷却制御回路13は、温度上昇指令S1の入力が停止すると、冷却装置14に冷却駆動指令S2を出力し、パワートランジスタ4a〜4fを冷却する。また、電流制御指令回路17は、温度上昇指令S1の入力が停止すると、図8(b)及び(c)に示すように、無効電流をトルク指令に基づいて演算した無効電流Id0とする。
以上のように、無効電流を増加して冷却装置14を停止することでパワートランジスタ4a〜4fの温度を早く上げることができる。すなわち、パワートランジスタ4a〜4fの耐圧が上がるまでの時間を短くすることができる。なお、冷却装置14を停止させなくても、パワートランジスタ4a〜4fの温度を早く上げることができ、パワートランジスタ4a〜4fの耐圧が上がるまでの時間を短くすることができるが、同時に冷却装置14を停止することで、これらの効果をより奏する。
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るインバータ装置について図9及び図10を参照しながら説明する。図9は、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置の電流制御指令回路が参照するスイッチング素子の検出温度と無効電流増加量の関係(マップ)と、スイッチング素子の検出温度と無効電流増加時間の関係(マップ)を示す図である。また、図10は、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度と無効電流の時間的変化を示す図である。なお、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置の構成は、上記の実施の形態3と同じである。
この発明の実施の形態4に係るインバータ装置について図9及び図10を参照しながら説明する。図9は、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置の電流制御指令回路が参照するスイッチング素子の検出温度と無効電流増加量の関係(マップ)と、スイッチング素子の検出温度と無効電流増加時間の関係(マップ)を示す図である。また、図10は、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置のパワートランジスタの温度と無効電流の時間的変化を示す図である。なお、この発明の実施の形態4に係るインバータ装置の構成は、上記の実施の形態3と同じである。
上記の実施の形態3と異なる点は、電流制御指令回路17で演算する無効電流増加量を、検出温度によって出力する時間を可変する機能を備えたことである。
図9(a)は、検出温度と無効電流増加量の関係を示したものである。また、図9(b)は、検出温度と無効電流増加時間の関係を示したものである。
パワートランジスタ4a〜4fの検出温度がTaの場合、トルク指令に基づいて演算した無効電流Id0に図9(a)から求めた無効電流増加量ΔIdaを加算した無効電流Id0+ΔIdaを、図9(b)から求めた無効電流増加時間taだけ出力したとき、無効電流増加時間ta経過後、基準温度Tまで上昇する値(無効電流増加時間ta)に設定する。
ここで、図9(a)に示すマップは、検出温度が低いときは無効電流の増加量が大きくなり、温度が高いときは無効電流の増加量が小さくなるように設定されている。また、図9(b)に示すマップは、検出温度が低いときは無効電流の増加時間が大きくなり、温度が高いときは無効電流の増加時間が小さくなるように設定されている。
つぎに、この実施の形態4に係るインバータ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
温度比較回路12は、パワートランジスタ4a〜4fの検出温度が基準温度Tよりも低い温度Taのとき、図10(a)及び(b)に示すように、検出温度Taとともに温度上昇指令S1を出力(ON)する。
電流制御指令回路17は、温度上昇指令S1が与えられると、検出温度Taから、図10(b)及び(c)に示すように、図9(a)のマップに基づいてトルク指令に基づき演算した無効電流Id0からΔIdaだけ増加した無効電流Id0+ΔIdaを、図9(b)のマップに基づいて無効電流増加時間taだけ出力する。
無効電流増加時間ta経過後、温度比較回路12は、検出温度が基準温度Tに達している場合は、図10(a)及び(b)に示すように、温度上昇指令S1を停止(OFF)し、これに伴い電流制御指令回路17は、無効電流をトルク指令に基づいて演算した無効電流Id0とする。
検出温度が基準温度Tに達していない場合は、図9のマップを用いて検出温度に基づいて無効電流増加量と無効電流増加時間を演算し、同様の動作を繰り返し実施する。
以上のように、上記の実施の形態3と異なる点は、図10に示すように、基準温度Tに達するまでの無効電流増加時間taの期間、無効電流増加量が一定となることである。すなわち、無効電流増加時間をマップで決定し、無効電流を高出力で一定にすることで、より早くパワートランジスタの温度を上昇することができる。
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るインバータ装置について図11を参照しながら説明する。図11は、この発明の実施の形態5に係るインバータ装置の構成を示す図である。
この発明の実施の形態5に係るインバータ装置について図11を参照しながら説明する。図11は、この発明の実施の形態5に係るインバータ装置の構成を示す図である。
本実施の形態5の構成は、上記の実施の形態1と実施の形態2で示した図1のインバータ装置と、上記の実施の形態3と実施の形態4で示した図6のインバータ装置の構成を組み合わせたものとなる。
本実施の形態5によると、実施の形態1もしくは実施の形態2のいずれかと、実施の形態3もしくは実施の形態4のいずれかとを組み合わせることで、温度比較回路12が温度上昇指令S1を出力すると、実施の形態1−4で説明したように動作する冷却制御回路13と周波数制御回路15と電流制御指令回路17とを同時に駆動することが可能となり、パワートランジスタ4a〜4fの温度をより早く上昇することができる。
上記各実施の形態では、インバータ装置を構成する直流電源1、平滑用コンデンサ2、インバータ主回路3、電動機5、冷却装置14及び駆動回路19以外の回路(手段)を全てハードウェアで構成したが、ソフトウェアで構成した場合においても同様の効果を奏する。
1 直流電源、2 平滑用コンデンサ、3 インバータ主回路、4a〜4f パワートランジスタ、5 電動機、11 温度検出回路、12 温度比較回路、13 冷却制御回路、14 冷却装置、15 周波数制御回路、16 トルク制御指令回路、17 電流制御指令回路、18 信号発生回路、19 駆動回路。
Claims (22)
- スイッチング素子を有するインバータ主回路と、
前記インバータ主回路が出力すべき周波数及び電圧に対応した制御信号及びキャリア周波数に基づきPWM信号を出力する信号発生手段と、
前記PWM信号により前記スイッチング素子をスイッチングする駆動回路と、
前記インバータ主回路のスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段からの検出信号と基準温度を比較し、前記検出信号が前記基準温度よりも低い場合は、温度上昇指令を出力する温度比較手段と、
前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する周波数制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出温度が低いときはキャリア周波数増加量が大きくなり、前記検出温度が高いときはキャリア周波数増加量が小さくなるように設定されているマップに基づいたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項1又は2記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を、前記検出温度が低いときはキャリア周波数増加時間が大きくなり、前記検出温度が高いときはキャリア周波数増加時間が小さくなるように設定されているマップに基づいたキャリア周波数増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項2又は3記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力しないときは、初期キャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のインバータ装置。 - スイッチング素子を有するインバータ主回路と、
前記インバータ主回路が出力すべき周波数及び電圧に対応した制御信号及びキャリア周波数に基づきPWM信号を出力する信号発生手段と、
前記PWM信号により前記スイッチング素子をスイッチングする駆動回路と、
前記インバータ主回路のスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段からの検出信号と基準温度を比較し、前記検出信号が前記基準温度よりも低い場合は、温度上昇指令を出力する温度比較手段と、
前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する電流制御指令手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を、前記検出信号に応じた無効電流増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項6記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出温度が低いときは無効電流増加量が大きくなり、前記検出温度が高いときは無効電流増加量が小さくなるように設定されているマップに基づいた無効電流増加量を加算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項6又は7記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を、前記検出温度が低いときは無効電流増加時間が大きくなり、前記検出温度が高いときは無効電流増加時間が小さくなるように設定されているマップに基づいた無効電流増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項7又は8記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力しないときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれかに記載のインバータ装置。 - スイッチング素子を有するインバータ主回路と、
前記インバータ主回路が出力すべき周波数及び電圧に対応した制御信号及びキャリア周波数に基づきPWM信号を出力する信号発生手段と、
前記PWM信号により前記スイッチング素子をスイッチングする駆動回路と、
前記インバータ主回路のスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段からの検出信号と基準温度を比較し、前記検出信号が前記基準温度よりも低い場合は、温度上昇指令を出力する温度比較手段と、
前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する周波数制御手段と、
前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する電流制御指令手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出温度が低いときはキャリア周波数増加量が大きくなり、前記検出温度が高いときはキャリア周波数増加量が小さくなるように設定されているマップに基づいたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11又は12記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、初期キャリア周波数に、前記検出信号に応じたキャリア周波数増加量を加算したキャリア周波数を、前記検出温度が低いときはキャリア周波数増加時間が大きくなり、前記検出温度が高いときはキャリア周波数増加時間が小さくなるように設定されているマップに基づいたキャリア周波数増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項12又は13記載のインバータ装置。 - 前記周波数制御手段は、前記温度上昇指令を入力しないときは、初期キャリア周波数を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11から請求項14までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を、前記検出信号に応じた無効電流増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11から請求項15までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出温度が低いときは無効電流増加量が大きくなり、前記検出温度が高いときは無効電流増加量が小さくなるように設定されているマップに基づいた無効電流増加量を加算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11から請求項16までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力したときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流に、前記検出信号に応じた無効電流増加量を加算した無効電流を、前記検出温度が低いときは無効電流増加時間が大きくなり、前記検出温度が高いときは無効電流増加時間が小さくなるように設定されているマップに基づいた無効電流増加時間だけ、前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11から請求項17までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記電流制御指令手段は、前記温度上昇指令を入力しないときは、トルク指令に基づいて演算した無効電流を前記信号発生手段へ出力する
ことを特徴とする請求項11から請求項18までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記基準温度は、前記インバータ主回路のスイッチング素子に必要とされる耐圧を満たす温度である
ことを特徴とする請求項1から請求項19までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記温度検出手段は、複数のスイッチング素子の温度を検出し、検出温度の中で最も低い検出温度を出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項20までのいずれかに記載のインバータ装置。 - 前記温度上昇指令を入力したときは、前記スイッチング素子を冷却する冷却装置を停止させる冷却制御手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1から請求項21までのいずれかに記載のインバータ装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015063957A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US10103679B2 (en) | 2015-12-24 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Inverter unit |
JP2020089048A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005348510A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Toyota Motor Corp | 負荷駆動装置 |
JP2008167616A (ja) * | 2007-01-04 | 2008-07-17 | Toyota Motor Corp | 負荷装置の制御装置、および車両 |
JP2009240039A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Aisin Aw Co Ltd | 回転電機の制御装置 |
-
2011
- 2011-04-08 JP JP2011085961A patent/JP2012222949A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005348510A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Toyota Motor Corp | 負荷駆動装置 |
JP2008167616A (ja) * | 2007-01-04 | 2008-07-17 | Toyota Motor Corp | 負荷装置の制御装置、および車両 |
JP2009240039A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Aisin Aw Co Ltd | 回転電機の制御装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015063957A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP5815161B2 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-11-17 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
DE112013007564B4 (de) | 2013-11-01 | 2024-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Leistungsumwandlungsvorrichtung |
US10103679B2 (en) | 2015-12-24 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Inverter unit |
JP2020089048A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
JP7135776B2 (ja) | 2018-11-22 | 2022-09-13 | 株式会社デンソー | 電力変換器 |
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