JP2016041012A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016041012A JP2016041012A JP2015249467A JP2015249467A JP2016041012A JP 2016041012 A JP2016041012 A JP 2016041012A JP 2015249467 A JP2015249467 A JP 2015249467A JP 2015249467 A JP2015249467 A JP 2015249467A JP 2016041012 A JP2016041012 A JP 2016041012A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- current
- capacitor
- converter
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 194
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 118
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 34
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】スイッチング動作を行う第1の半導体スイッチング素子群、リアクトル(L)およびコンデンサ(C0)を含むDC/DCコンバータ(10)と、前記DC/DCコンバータの出力を第2の半導体スイッチング素子群のスイッチングにより交流電流に変換して電動回転機へ供給するインバータ(11)と、前記DC/DCコンバータとインバータの制御を行うと共に、前記DC/DCコンバータの前記リアクトルの温度と昇圧される電圧(V1)に従って、DC/DCコンバータの電流を制限するように、インバータの出力またはインバータに接続された電動回転機(MG)のトルク出力を制限する制御部(20,21)と、を備えた。
【選択図】図1
Description
また、電力変換装置に含まれるコンデンサについては温度上昇による出力制限は行っていないため、電流定格の大きなコンデンサを用いる必要がある。そのため、コンデンサが大型化・重量化し、電力変換装置自体も大型化・重量化する問題がある。
図1は、この発明の実施の形態1による電力変換装置の構成を示す電気回路図を含む構成図である。実施の形態1による電力変換装置は、DC/DCコンバータ10、インバータ11、および制御部20により構成される。DC/DCコンバータ10は、電圧端子VLと電圧端子VN間に入力された直流電圧V1を、昇圧された直流電圧V2に変換し、電圧端子VHと電圧端子VN間に出力する昇圧機能と、電圧端子VHと電圧端子VN間に入力された直流電圧V2を、降圧された直流電圧V1に変換し、電圧端子VLと電圧端子VN間に出力する降圧機能を有する双方向のDC/DCコンバータである。
インバータ11の3相電流を制御する機能と、
DC/DCコンバータ10の直流電圧V2を制御する機能と、
リアクトル温度とコンデンサ温度に基づきDC/DCコンバータ10の電流を制限するように電動回転機MGのトルクやインバータ11の負荷出力を制限する機能と、
を有する。
半導体スイッチング素子S1bのIGBTのエミッタ端子は、電圧端子VMに接続され、そのコレクタ端子は、平滑コンデンサ(エネルギ移行用コンデンサ)C0の高電圧側端子に接続されている。
半導体スイッチング素子S1aのIGBTのエミッタ端子は、平滑コンデンサ(エネルギ移行用コンデンサ)C0の低電圧側端子に接続され、そのコレクタ端子は、電圧端子VMに接続されている。
半導体スイッチング素子S2bのIGBTのエミッタ端子は、平滑コンデンサ(エネルギ移行用コンデンサ)C0の高電圧側端子に接続され、そのコレクタ端子は、平滑コンデンサC2の高電圧側端子に接続されている。
半導体スイッチング素子S2aのIGBTのエミッタ端子は、平滑コンデンサC2の低電圧側端子に、そのコレクタ端子は、平滑コンデンサ(エネルギ移行用コンデンサ)C0の低電圧側端子に接続されている。
半導体スイッチング素子S1bのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gate1bにより、
半導体スイッチング素子S2aのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gate2aにより、
半導体スイッチング素子S2bのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gate2bにより、スイッチング動作を行う。
半導体スイッチング素子S1a、S1b、S2a、S2bは、それぞれゲート信号Gate1a、Gate1b、Gate2a、Gate2bがハイ「H」信号のときにオンとなり、ゲート信号Gate1a、Gate1b、Gate2a、Gate2bがロウ「L」信号のときにオフとなる。
半導体スイッチング素子Sul,Suh,Svl,Svh,Swl,Swh(第2の半導体スイッチング素子群)は、DC/DCコンバータ10の半導体スイッチング素子S1a,S2a,S1b,S2bと同様に、それぞれIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)と、それに逆並列に接続されたダイオードで構成されている。
U相上アーム側の半導体スイッチング素子SuhのIGBTのエミッタ端子は、3相出力端子Vuに接続され、そのコレクタ端子は、電圧端子VHに接続されている。
V相下アーム側の半導体スイッチング素子SvlのIGBTのエミッタ端子は、電圧端子VNに接続され、そのコレクタ端子は、3相出力端子Vvに接続されている。
V相上アーム側の半導体スイッチング素子SvhのIGBTのエミッタ端子は、3相出力端子Vvに接続され、そのコレクタ端子は、電圧端子VHに接続されている。
W相下アーム側の半導体スイッチング素子SwlのIGBTのエミッタ端子は、電圧端子VNに接続され、そのコレクタ端子は、3相出力端子Vwに接続されている。
W相上アーム側の半導体スイッチング素子SwhのIGBTのエミッタ端子は、3相出力端子Vwに接続され、そのコレクタ端子は、電圧端子VHに接続されている。
半導体スイッチング素子SuhのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gateuhにより、
半導体スイッチング素子SvlのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gatevlにより、
半導体スイッチング素子SvhのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gatevhにより、
半導体スイッチング素子SwlのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gatewlにより、
半導体スイッチング素子SwhのIGBTは制御部20から出力されるゲート信号Gatewhにより、スイッチング動作を行う。
電圧センサSnsV2は電圧端子VH−VN間の直流電圧V2の電圧値を検出し、
3相電流センサSnsIu,SnsIv,SnsIwはインバータ11の3相出力端子Vu,Vv,Vwと電動回転機MG間の3相交流の3相電流Iu,Iv,Iwを検出し、
温度センサSnsTLはリアクトルLの温度TmpLを検出し、
温度センサSnsTCはコンデンサC0の温度TmpCを検出し、
回転角センサSnsθmは電動回転機MGの回転角θmを検出し、
それぞれ制御部20に入力する。
また外部から、電動回転機MGのトルク指令値Trq*と、直流電圧指令値V2*と、が制御部20に入力される。
定常状態では、平滑コンデンサ(エネルギ移行用コンデンサ)C0の電圧V0の平均電圧は、直流電圧V2の1/2、すなわちV2/2となる。平滑コンデンサC2には直流電圧V2が充電されているので、各半導体スイッチング素子S1a、S1b、S2a、S2bの印加電圧は、ほぼV2/2となる。また、前記非特許文献1に記載のように、リアクトルLに印加されるリップル電圧は小さくなり、またリアクトルLに印加されるリップル電圧の周波数は、スイッチング周波数の2倍となるため、小型のリアクトルLを用いることができる。
ゲート信号Gate1aとゲート信号Gate1bは、一方がハイ信号のときに他方がロウ信号となり、一方がロウ信号のときに他方がハイ信号となる、互いに相補のゲート信号である。同様にゲート信号Gate2aとGate2bも互いに相補のゲート信号である。
T1b=(1−Duty)×Ts
T2a=Duty×Ts
T2b=(1−Duty)×Ts
コンデンサC1→リアクトルL→半導体スイッチング素子S1b→コンデンサC0→半導体スイッチング素子S2a
コンデンサC1→リアクトルL→半導体スイッチング素子S1a→コンデンサC0→半導体スイッチング素子S2b→コンデンサC2
コンデンサC1→リアクトルL→半導体スイッチング素子S1a→半導体スイッチング素子S2a
Ts3=(1−Duty)×Ts
Ts3=Duty×Ts
DC/DCコンバータ10の最大定格電流を連続で通電することが可能なリアクトルLやコンデンサC0を実現した場合には、リアクトルLやコンデンサC0が大型化・重量化し、電力変換装置自体も大型化・重量化してしまう課題がある。そのため、本実施の形態1の電力変換装置においては、小型化・軽量化のために、連続定格電流がDC/DCコンバータ10の半導体スイッチング素子の連続定格電流に対して小さな小型・軽量なリアクトルLやコンデンサC0を用いる。
上述のように制御部20には、
電圧端子VL−VN間の電圧V1を検出する電圧センサSnsV1の出力である検出電圧(直流電圧)V1と、
電圧端子VH−VN間の電圧V2を検出する電圧センサSnsV2の出力である検出電圧(直流電圧)V2と、
リアクトルLの温度TmpLを検出する温度センサSnsTLの出力である検出温度TmpLと、
コンデンサC0の温度TmpCを検出する温度センサSnsTCの出力である検出温度TmpCと、
インバータ11の電圧端子(3相出力端子)Vu,Vv,Vwと電動回転機MG間の3相電流Iu,Iv,Iwを検出する(3相)電流センサSnsIu,SnsIv,SnsIwの出力である検出電流Iu,Iv,Iwと、
電動回転機MGの回転角θmを検出する回転角センサSnsθmの出力でなる検出回転角θmが入力されている。
電力変換装置の外部より制御部20には、トルク指令値Trq*と、電圧指令値V2*も入力されている。
制御部20からは、DC/DCコンバータ10の半導体スイッチング素子のIGBTのゲート信号(Gate1a,Gate1b,Gate2a,Gate2b)と、インバータ11の半導体スイッチング素子のゲート信号(Gateul,Gateuh,Gatevl,Gatevh,Gatewl,Gatewh)が出力されている。
なお、角速度ωmは、図5の(e)の角速度演算部205により導出された値である。角速度演算部205には、電動回転機MGの回転角θmが入力され、電動回転機MGの角速度ωmが出力される。角速度ωmは、回転角θmを時間微分し、導出される。
トルク制限値演算部201、トルク制限部202、トルク制御部203において、リアクトル温度TmpLとコンデンサ温度TmpCに基づいて、DC/DCコンバータ10の1次側電流I1の絶対値を制限するように、制限後トルク指令値Trq2*やdq軸電流Id,Iqを制限し、インバータゲート信号Gateul,Gateuh,Gatevl,Gatevh,Gatewl,Gatewhを出力している。
また、電圧制御部204において、電圧V2が電圧指令値V2*と等しくなるように、DC/DCコンバータ10のゲート信号Gate1a,Gate1b,Gate2a,Gate2bを出力している。
図6は、この発明の実施の形態2による電力変換装置の構成を示す電気回路図を含む構成図である。実施の形態2による電力変換装置は、DC/DCコンバータ10、インバータ11、制御部21で構成されている。実施の形態2による電力変換装置は、実施の形態1による電力変換装置に対して、温度センサSnsTL、SnsTCを無くし、代わりにリアクトルLのリプル電流を除去した直流電流を計測する電流センサSnsILが追加されていることと、制御部20が制御部21に置き換えられていること以外は同じである。
また、推定した温度により、電流I1の絶対値を制限するため、インバータの負荷出力や電動回転機のトルクを制限する制御部を有することにより、実施の形態1と同様に、実施の形態2においても、リアクトルやコンデンサが高温になるまでの短時間であれば、リアクトルやコンデンサの連続定格電流以上の大きな電流を通電することができる。そのため、小型・軽量のリアクトルやコンデンサを適用することができる。
制御部21には、
電圧端子VL−VN間の電圧V1を検出する電圧センサSnsV1の出力である検出電圧(直流電圧)V1と、
電圧端子VH−VN間の電圧V2を検出する電圧センサSnsV2の出力である検出電圧(直流電圧)V2と、
リアクトルLのリプル電流を除去した直流電流を検出する電流センサSnsILの出力である検出電流ILと、
インバータ11の電圧端子(3相出力端子)Vu,Vv,Vwと電動回転機MG間の3相電流Iu,Iv,Iwを検出する電流センサSnsIu,SnsIv,SnsIwの出力である検出電流Iu,Iv,Iwと、
電動回転機MGの回転角θmを検出する回転角センサSnsθmの出力でなる検出回転角θmが入力されている。
電力変換装置の外部より制御部21には、トルク指令値Trq*と、電圧指令値V2*も入力されている。
制御部21からは、DC/DCコンバータ10の半導体スイッチング素子のIGBTのゲート信号(Gate1a,Gate1b,Gate2a,Gate2b)と、インバータ11の半導体スイッチング素子のゲート信号(Gateul,Gateuh,Gatevl,Gatevh,Gatewl,Gatewh)が出力されている。
リアクトル温度演算部211は、直流銅損演算部2111、交流銅損演算部2112、鉄損演算部2113、(第1の)リアクトル温度上昇演算部2114、(第2の)リアクトル温度上昇演算部2115により構成されている。
リアクトルの損失は、前述のように、直流銅損Pcoildc、交流銅損Pcoilac、鉄損Pcoreがある。
Pc0を導出する。
11 インバータ、
20 制御部、
201 トルク制限値演算部、
202 トルク制限部、
203 トルク制御部、
204 電圧制御部、
205 角速度演算部、
211 リアクトル温度演算部、
212 コンデンサ温度演算部、
2011 電流制限値演算部、
2012 制限電力演算部、
2013 制限トルク演算部、
2031 電流演算部、
2032 電流制御部、
2033 dq軸電流演算部、
2034 3φ電圧演算部、
2111 直流銅損演算部、
2112 交流銅損演算部、
2113 鉄損演算部、
2114 リアクトル温度上昇演算部、
2115 リアクトル温度上昇演算部、
2121 コンデンサ損失演算部、
2122 コンデンサ温度上昇演算部、
ad 加算部、
B バッテリ、
CT,LT 制限値算出部、
MIN 制限値決定部、
MG 電動回転機、
S1a,S1b,S2a,S2b 半導体スイッチング素子、
Sul,Suh,Svl,Svh,Swl,Swh 半導体スイッチング素子、
SU1,SU2 スイッチングユニット、
C0,C1,C2 (平滑)コンデンサ、
L リアクトル、
SnsV1,SnsV2 電圧センサ、
SnsIu,SnsIv,SnsIw 3相電流センサ、
SnsTL 電流センサ、
Snsθm 回転角センサ、
TmpL,TmpC 温度センサ、
VH,VL,VN,VM 電圧端子、
Vu,Vv,Vw 3相出力端子、
Gate1a,Gate1b,Gate2a,Gate2b ゲート信号、
Gateul,Gateuh,Gatevl,Gatevh,Gatewl,Gatewh インバータゲート信号。
Claims (17)
- スイッチング動作を行う第1の半導体スイッチング素子群、リアクトル、およびコンデンサを含むDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力を第2の半導体スイッチング素子群のスイッチングにより交流電流に変換して電動回転機へ供給するインバータと、
前記DC/DCコンバータとインバータの制御を行うと共に、前記DC/DCコンバータの前記リアクトルの温度と昇圧される直流電圧(V1)に従って、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力を制限する制御部と、
を備え、
前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1の半導体スイッチング素子群が、それぞれ相補的にスイッチング動作を行なう2つの半導体スイッチング素子から構成される2つ以上のスイッチングユニットからなり、前記各スイッチングユニットの半導体スイッチング素子がすべて直列に接続されており、
前記コンデンサとリアクトルが、前記各スイッチングユニットの前記各半導体スイッチング素子のスイッチング動作により充放電されるエネルギ移行用コンデンサと電圧変換のための電気エネルギを蓄積するリアクトルからなる、
電力変換装置。 - スイッチング動作を行う第1の半導体スイッチング素子群、リアクトル、およびコンデンサを含むDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力を第2の半導体スイッチング素子群のスイッチングにより交流電流に変換して電動回転機へ供給するインバータと、
前記DC/DCコンバータとインバータの制御を行うと共に、前記DC/DCコンバータの前記コンデンサの温度と昇圧される直流電圧(V1)に従って、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力を制限する制御部と、
を備え、
前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1の半導体スイッチング素子群が、それぞれ相補的にスイッチング動作を行なう2つの半導体スイッチング素子から構成される2つ以上のスイッチングユニットからなり、前記各スイッチングユニットの半導体スイッチング素子がすべて直列に接続されており、
前記コンデンサとリアクトルが、前記各スイッチングユニットの前記各半導体スイッチング素子のスイッチング動作により充放電されるエネルギ移行用コンデンサと電圧変換のための電気エネルギを蓄積するリアクトルからなる、
電力変換装置。 - スイッチング動作を行う第1の半導体スイッチング素子群、リアクトル、およびコンデンサを含むDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力を第2の半導体スイッチング素子群のスイッチングにより交流電流に変換して電動回転機へ供給するインバータと、
前記DC/DCコンバータとインバータの制御を行うと共に、前記DC/DCコンバータの前記リアクトルと前記コンデンサの温度と昇圧される直流電圧(V1)に従って、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力を制限する制御部と、
を備え、
前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1の半導体スイッチング素子群が、それぞれ相補的にスイッチング動作を行なう2つの半導体スイッチング素子から構成される2つ以上のスイッチングユニットからなり、前記各スイッチングユニットの半導体スイッチング素子がすべて直列に接続されており、
前記コンデンサとリアクトルが、前記各スイッチングユニットの前記各半導体スイッチング素子のスイッチング動作により充放電されるエネルギ移行用コンデンサと電圧変換のための電気エネルギを蓄積するリアクトルからなる、
電力変換装置。 - 前記制御部が、前記DC/DCコンバータの前記リアクトルの温度に従って、前記DC/DCコンバータの電流の電流制限値を導出し、前記電流制限値と前記昇圧される直流電圧(V1)を積算することにより、電力制限値を導出し、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力が前記電力制限値以下となるように制限する、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記制御部が、前記DC/DCコンバータの前記コンデンサの温度に従って、前記DC/DCコンバータの電流の電流制限値を導出し、前記電流制限値と前記昇圧される直流電圧(V1)を積算することにより、電力制限値を導出し、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力が前記電力制限値以下となるように制限する、請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記制御部が、
前記DC/DCコンバータの前記リアクトルの温度に従って、前記DC/DCコンバータの電流の第1の電流制限値を導出し、
前記コンデンサの温度に従って、前記DC/DCコンバータの電流の第2の電流制限値を導出し、
前記第1および第2の電流制限値の小さい方を、前記DC/DCコンバータの電流の電流制限値とし、前記電流制限値と前記昇圧される直流電圧(V1)を積算することにより、電力制限値を導出し、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力が前記電力制限値以下となるように制限する、請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記リアクトルの温度が閾値温度以上のときに、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力を制限する、請求項1、3、4、6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記コンデンサの温度が閾値温度以上のときに、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの出力または前記インバータに接続された電動回転機のトルク出力を制限する、請求項2、3、5、6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記リアクトルのリプルを除去した電流を第1の直流電流(IL)として検出する第1の電流センサを備え、
前記制御部が、
前記第1の直流電流(IL)を二乗し、前記リアクトルの巻線抵抗に相当する係数を積算したものをリアクトル損失として導出し、
前記リアクトル損失をローパスフィルタ演算することにより、前記リアクトルの温度上昇を演算し、基準温度を加算することにより、前記リアクトルの温度を演算するリアクトル温度演算部を有し、
演算により導出した前記リアクトルの温度を使用する、請求項1、3、4、6、7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記リアクトルのリプルを除去した電流を第1の直流電流(IL)として検出する第1の電流センサを備え、
前記制御部が、
リアクトル直流銅損を、前記第1の直流電流(IL)を二乗し、前記リアクトルの巻線抵抗に相当する係数を積算して演算し、
リアクトル交流銅損とリアクトル鉄損を、前記昇圧される直流電圧(V1)と降圧される直流電圧(V2)の電圧比V2/V1が2以上のときと、2未満のときで演算式を分け、前記昇圧される直流電圧(V1)と前記降圧される直流電圧(V2)より演算し、
リアクトル銅損を前記リアクトル直流銅損と前記リアクトル交流銅損を加算することにより演算し、
前記リアクトル銅損をローパスフィルタ演算することにより、前記リアクトル銅損による前記リアクトルの温度上昇を演算し、
前記リアクトル鉄損をローパスフィルタ演算することにより、前記リアクトル鉄損による前記リアクトルの温度上昇を演算し、
前記リアクトル銅損による温度上昇と前記リアクトル鉄損による温度上昇と、基準温度を加算することにより、前記リアクトルの温度を演算するリアクトル温度演算部を備え、
演算により導出した前記リアクトルの温度を使用する、請求項1、3、4、6、7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記電圧比V2/V1が2以上のときに、下記式(1)で前記リアクトルのリプル電流ΔILを演算し、
前記電圧比V2/V1が2未満のときに、下記式(2)で前記リアクトルのリプル電流ΔILを演算することにより、前記リアクトルのリプル電流ΔILを導出し、
ΔIL=[{V1・(V2−2×V1)}/(V2×L)]・(Ts/2) (1)
ΔIL={(2×V1−V2)・(V2−V1)}/(V2×L)}・(Ts/2) (2)
L:前記リアクトルのインダクタンス値
Ts:スイッチング周期
前記リアクトルのリプル電流ΔILを元にして、前記リアクトルの前記リアクトル交流銅損と前記リアクトル鉄損を導出することにより、前記リアクトルの温度を演算する、請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記リアクトルのリプルを除去した電流を第1の直流電流(IL)として検出する第1の電流センサを備え、
前記制御部が、
コンデンサ損失Pc0を、前記昇圧される直流電圧(V1)と降圧される直流電圧(V2)の電圧比V2/V1が2以上のときと、2未満のときで演算式を分け、前記昇圧される直流電圧(V1)と前記降圧される直流電圧(V2)、前記第1の直流電流(IL)より演算し、
前記コンデンサ損失Pc0をローパスフィルタ演算した温度上昇に基準温度を加算することにより、前記コンデンサの温度を演算するコンデンサ温度演算部を有し、
演算により導出した前記コンデンサの温度を使用する、請求項2、3、5、6、8のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記電圧比V2/V1が2以上のときに、下記式(3)で前記コンデンサの電流Ic0を演算し、
前記電圧比V2/V1が2未満のときに、下記式(4)で前記コンデンサの電流Ic0を演算することにより、前記コンデンサの電流Ic0を導出し、
Ic0≒√{2×(V1/V2)}×|IL| (3)
Ic0≒√{2×(1−V1/V2)}×|IL| (4)
IL:前記リアクトルの直流電流
前記コンデンサ損失Pc0を、下記式(5)により演算する、
Pc0=RC0×Ic02 (5)
RC0:前記コンデンサの抵抗
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記電圧比V2/V1が2以上のときに、下記式(6)と式(1)で前記コンデンサの電流Ic0を演算し、
前記電圧比V2/V1が2未満のときに、下記式(7)と式(2)で前記コンデンサの電流Ic0を演算することにより、
前記コンデンサの電流Ic0を導出し、
Ic0=√[2×(V1/V2)×{IL2+(ΔIL2/12)}] 式(6)
Ic0=√[2×(1−V1/V2)×{{IL2+(ΔIL2/12)}] (7)
IL:前記リアクトルの直流電流
ΔIL:前記リアクトルのリプル電流
ΔIL=[{V1・(V2−2×V1)}/(V2×L)]・(Ts/2) (1)
ΔIL={(2×V1−V2)・(V2−V1)}/(V2×L)}・(Ts/2) (2)
L:前記リアクトルのインダクタンス値
Ts:スイッチング周期
前記コンデンサ損失Pc0を、下記式(8)により演算する、
Pc0=RC0×Ic02 (8)
RC0:前記コンデンサの抵抗
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記DC/DCコンバータが水冷機構を有し、前記水冷機構の水温を検出し、前記リアクトルの温度または前記コンデンサの温度の演算において、前記水温を前記基準温度とする、請求項9から14までのいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記制御部が、
前記DC/DCコンバータを、電圧をフィードバックして制御し、
前記インバータを、前記電動回転機のトルクまたは電流を制御するように制御する、
請求項1から15までのいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記制御部が、単一のマイコン、DSP、FPGA、ASICのいずれか1つで構成され、
前記DC/DCコンバータを電圧フィードバック制御する電圧制御部と、
前記インバータの負荷である前記電動回転機のトルクまたは電流の制御を行うトルク制御部と、
前記DC/DCコンバータの前記リアクトルと前記コンデンサの少なくとも一方の温度に従って、前記DC/DCコンバータの電流を制限するように、前記インバータの負荷出力を調整する演算制御部と、
を含む請求項16に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015249467A JP6316269B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015249467A JP6316269B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 電力変換装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014102317A Division JP2015220840A (ja) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | 電力変換装置およびその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016041012A true JP2016041012A (ja) | 2016-03-24 |
JP6316269B2 JP6316269B2 (ja) | 2018-04-25 |
Family
ID=55541165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015249467A Active JP6316269B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6316269B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018148695A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
US11267351B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-03-08 | Mitsubishi Electric Cornoration | Power conversion device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009171702A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | 車両駆動システム |
JP2009219200A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両の電源システム |
WO2011016199A1 (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-10 | 三菱電機株式会社 | Dc/dc電力変換装置 |
JP2012016075A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Dc/dc電力変換装置 |
JP2012080674A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
JP2012119545A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | リアクトル装置 |
JP2012170304A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | Dc/dc電圧変換装置 |
JP2013048506A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toyota Motor Corp | リアクトルの温度推定装置 |
JP2014050303A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Toyota Motor Corp | 電気自動車 |
JP2015220840A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置およびその制御方法 |
-
2015
- 2015-12-22 JP JP2015249467A patent/JP6316269B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009171702A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | 車両駆動システム |
JP2009219200A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両の電源システム |
WO2011016199A1 (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-10 | 三菱電機株式会社 | Dc/dc電力変換装置 |
JP2012016075A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Dc/dc電力変換装置 |
JP2012080674A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
JP2012119545A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | リアクトル装置 |
JP2012170304A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | Dc/dc電圧変換装置 |
JP2013048506A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toyota Motor Corp | リアクトルの温度推定装置 |
JP2014050303A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Toyota Motor Corp | 電気自動車 |
JP2015220840A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置およびその制御方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11267351B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-03-08 | Mitsubishi Electric Cornoration | Power conversion device |
JP2018148695A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6316269B2 (ja) | 2018-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6067105B2 (ja) | 電力変換装置、およびそれを備えたモータ駆動装置、およびそれを備えた送風機、圧縮機、およびそれらを備えた空気調和機、冷蔵庫、ならびに冷凍機 | |
JP6274077B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP2015220840A (ja) | 電力変換装置およびその制御方法 | |
JP5846151B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6496475B2 (ja) | 電力変換システム | |
US20150256105A1 (en) | Inverter controller, power converter, and car | |
US9166513B2 (en) | Inverter apparatus, method of controlling inverter apparatus, and electric motor drive system | |
JP6135563B2 (ja) | 電圧コンバータ | |
US20200244201A1 (en) | Controller for ac rotary machine | |
JP2011160617A (ja) | Zソース昇圧回路 | |
JP6190979B2 (ja) | Dc/dcコンバータ | |
JP2009131021A (ja) | モータ駆動システム | |
JP5967702B2 (ja) | 電力変換装置 | |
WO2010110013A1 (ja) | 同一負荷パターンを有する装置の省電力駆動装置及び方法 | |
JP6316269B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6080996B1 (ja) | 電動機駆動システム | |
JP6861892B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5321282B2 (ja) | 電力制御装置 | |
JP2019041490A (ja) | インバータ制御装置 | |
JP5163053B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP5531428B2 (ja) | 同一負荷パターンを有する装置の省電力駆動装置及び方法 | |
Yahia et al. | Direct torque control to improve the performances of the DSIM powered by indirect matrix converter | |
Liu et al. | Thermal stress reduction of quasi-Z source inverter drive by model predictive control | |
JP2010279087A (ja) | モータ制御装置 | |
JP2016073173A (ja) | 電源システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161026 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161206 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6316269 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |