JP4369500B2 - Rotating electrical machine equipment - Google Patents
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Description
この発明は、主に車両に搭載される回転電機装置に関し、特にその電力変換部のスイッチング素子の停止制御に係わるものである。 The present invention mainly relates to a rotating electrical machine apparatus mounted on a vehicle, and particularly relates to stop control of a switching element of a power converter.
回転電機装置では、力行動作中は電機子巻線に大電流が流れており、力行動作を停止する場合には、大電流を遮断する必要があるため、大きなサージ電圧が発生する。このため、例えば特許文献1では、停止指令によって全てのスイッチング素子を同時にオフするのでなく、本来オフになるタイミング(回転位置)まで引き伸ばしてから、各々スイッチング素子をオフすることにより、サージ電圧の発生を低減できるとしている。しかし、特許文献1の方法は、回転電機が低回転であったりロックしていたりすると、電機子巻線に流れる電流が電機子直流抵抗成分にのみによって制限されている状態であったり、回転電機の誘起電流の発生が少ない状態であったりして、大電流を遮断するとサージ電圧が大きくなることがある。
In the rotating electrical machine apparatus, a large current flows through the armature winding during the power running operation, and when the power running operation is stopped, it is necessary to cut off the large current, and thus a large surge voltage is generated. For this reason, for example, in
一般的に大電流が流れている回路の電流を急峻に遮断すると、大きなサージ電圧が発生しスイッチング素子が耐電圧破壊してしまう。このため、通常サージ電圧を低減できるようにスイッチング速度を調整するが、スイッチング速度を遅くすると、スイッチング素子でのスイッチング損失が大きくなり、スイッチング素子が過熱破壊することになる。
この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、電流遮断時のサージ電圧を低減する回転電機装置を得ることを目的とする。
In general, when the current of a circuit through which a large current flows is sharply interrupted, a large surge voltage is generated, and the switching element breaks down withstand voltage. For this reason, the switching speed is usually adjusted so that the surge voltage can be reduced. However, if the switching speed is slowed, the switching loss in the switching element increases, and the switching element is overheated.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a rotating electrical machine apparatus that reduces a surge voltage when a current is interrupted.
この発明に係わる回転電機装置は、多相の電機子巻線を有する回転電機と、電機子巻線の各相毎に電源のプラス側端子から第1アームのスイッチング素子を経て電機子巻線に接続され、電機子巻線の各相毎に電機子巻線から第2アームのスイッチング素子を経て前記電源のマイナス側端子に接続された電力変換部と、前記回転電機の力行動作時に前記電力変換部の各スイッチング素子のゲートを制御し前記回転電機の電機子巻線へ矩形波状の電圧を印加するゲート制御部とを備え、前記ゲート制御部は、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合には、前記第1,第2アームのスイッチング素子のいずれかにおいて複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフするように構成されたものである。 A rotating electrical machine apparatus according to the present invention includes a rotating electrical machine having a multi-phase armature winding, and an armature winding through a switching element of a first arm from a positive terminal of a power source for each phase of the armature winding. A power conversion unit connected to each phase of the armature winding from the armature winding through the switching element of the second arm to the negative terminal of the power supply, and the power conversion during the power running operation of the rotating electrical machine A gate control unit that controls a gate of each switching element of the unit and applies a rectangular wave voltage to the armature winding of the rotating electrical machine, and the gate control unit receives a stop command so as to stop the power running operation In order to cut off the current of the armature winding, the switching element on the arm side in which a plurality of phases are turned on in any one of the switching elements of the first and second arms is simultaneously turned off, and the current path The After switching off, the switching element of the opposite arm is turned off.
この発明の回転電機装置によれば、ゲート制御部は、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合には、第1,第2アームのスイッチング素子のいずれかにおいて複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフするようにしたので、電流遮断時のサージ電圧を低減することができる。 According to the rotating electrical machine apparatus of the present invention, when the stop command is input to the gate control unit so as to stop the power running operation and the current interruption of the armature winding is performed, the switching elements of the first and second arms Since the switching element on the opposite arm is turned off after simultaneously turning off the switching element on the arm side where multiple phases are turned on in any of the above, the surge voltage at the time of current interruption Can be reduced.
実施の形態1.
図1(a)は、この発明の実施の形態における回転電機装置を示す構成図であり、図1(b)はその力行制御信号を示す波形図である。一例として矩形波通電される3相電動機を示している。なお、車両に搭載される回転電機は、発電電動機、発電機、又は電動機として動作する。回転電機400は3相のY型結線された電機子巻線を有する。電機子巻線は、等価的に電機子巻線インダクタンス成分401,402,403と電機子直流抵抗成分411,412,413として考えることができる。回転電機400の電機子巻線側が固定子(又は回転子)となり、図示されていないが、回転電機400の電機子巻線側に対向して界磁巻線型又は永久磁石型の回転子(又は固定子)を有している。
FIG. 1A is a configuration diagram showing a rotating electrical machine apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a waveform diagram showing a power running control signal thereof. As an example, a three-phase motor energized by a rectangular wave is shown. The rotating electrical machine mounted on the vehicle operates as a generator motor, a generator, or a motor. The rotating
電力変換部300とゲート制御部250で、いわゆる3相インバータを構成している。なお、ゲート制御部250はCPUでスイッチング素子(後述)のゲートを制御している。蓄電池である電源100はその端子間電圧を電力変換部300の直流端子に印加している。電機子巻線の各相は電力変換部300の交流端子に接続されると共に2個のスイッチング素子に接続されている。電機子巻線の各相毎に電源100のプラス側端子(電圧Vp)から第1アームのスイッチング素子301a,302a,303aを経て電機子巻線に接続され、電機子巻線の各相毎に電機子巻線から第2アームのスイッチング素子301b,302b,303bを経て電源のマイナス側端子に接続されている。スイッチング素子には導通方向と逆向きに環流ダイオードが接続されている。なお、スイッチング素子が、MOSFETであれば、寄生ダイオードが存在し、これが通常環流ダイオードの役割を果たす。
The
回転電機400の回転子位置を検出する回転センサー200の情報に基づくゲート制御部250からの制御信号により、電力変換部300の各スイッチング素子が制御される。U相第1アームのスイッチング素子301aに対する通電指令(UH)、U相第2アームのスイッチング素子301bに対する通電指令(UL)、V相第1アームのスイッチング素子302aに対する通電指令(VH)、V相第2アームのスイッチング素子302bに対する通電指令(VL)、W相第1アームのスイッチング素子303aに対する通電指令(WH)、W相第2アームのスイッチング素子303bに対する通電指令(WL)により、直流交流変換して電機子巻線に通電されることにより回転電機400の力行運転を行う。
Each switching element of the
図1(b)は各相のスイッチング素子301a,302a,303a,301b,302b,303bがオン・オフ制御され、回転電機400が力行制御される場合に、ゲート制御部250から各相のスイッチング素子のゲートに出力される信号(通電指令)を示している。各信号UH,UL,VH,VL,WH,WLが+のとき、該当のスイッチング素子301a,302a,303a,301b,302b,303bをオンさせる。
FIG. 1B shows a case where the
次に回転電機が力行動作中に停止制御を行う場合について説明する。回転電機が低回転の場合、電機子巻線に定常的に流れる電流は電機子直流抵抗成分のみにより制限される。例えば、図2のようなタイミングで停止指令が入力され、全てのスイッチング素子を同時にオフすると、図3のように流れている電流を遮断するため、I11、I12、I13は夫々以下のようになる。
I11=(2/3)(Vp/R) (1)
I12=I13=(1/3)(Vp/R) (2)
このときに全てのスイッチング素子を同時にオフ(UH,VL,WLにより同時にオフ)すると、各スイッチング素子のバラツキなどで最悪U相第1アームのスイッチング素子301aがI11の電流量を遮断することになる。
Next, the case where the rotating electrical machine performs stop control during the power running operation will be described. When the rotating electric machine has a low rotation speed, the current that constantly flows in the armature winding is limited only by the armature DC resistance component. For example, when a stop command is input at the timing as shown in FIG. 2 and all the switching elements are turned off at the same time, currents flowing as shown in FIG. 3 are cut off, so that I 11 , I 12 , and I 13 are as follows: It becomes like this.
I 11 = (2/3) (Vp / R) (1)
I 12 = I 13 = (1/3) (Vp / R) (2)
All the switching elements are simultaneously turned off at this time (UH, VL, at the same time off the WL) Then, in the
次に回転電機が低回転の場合に、図4のように停止指令により、オン状態となっているスイッチング素子を本来オフするタイミングまで引き伸ばして通電電流が零でオフするようにしたとき、図5のように定常的な電流I21、I23は夫々以下のようになる。
I21=I23=(1/2)(Vp/R) (3)
このときに電流遮断タイミングでU相第1アームのスイッチング素子がオフとなると、I21の電流量を遮断することになる。
Next, when the rotating electrical machine is running at a low speed, when the switching element that is in the on state is extended to the timing of turning off by the stop command as shown in FIG. The steady currents I 21 and I 23 are as follows.
I 21 = I 23 = (1/2) (Vp / R) (3)
At this time, when the switching element of the U-phase first arm is turned off at the current interruption timing, the current amount of I 21 is interrupted.
図2と図3,並びに図4と図5で説明したときより、遮断する電流量を減少させるために、この発明では、回転電機が低回転の場合に、図6のように停止指令が有意となった場合(停止指令が入力された場合)に、2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子{図6の場合は、V相第2アームのスイッチング素子(VL制御)とW相第2アームのスイッチング素子(WL制御)の2相がオンになっている}を同時にオフし、その後に反対側のアームの1相をオフすることで、スイッチング素子が遮断する電流は、I12,I13となり、I11やI21,I23を遮断しなければならない場合に比較して、電流遮断時のスイッチング素子の負担を少なくすることができる。 In order to reduce the amount of current to be interrupted compared to the case described with reference to FIGS. 2 and 3 and FIGS. 4 and 5, in the present invention, when the rotating electrical machine is at a low speed, the stop command is significant as shown in FIG. (When a stop command is input), the switching element on the arm side in which the two phases are turned on (in the case of FIG. 6, the switching element (VL control) of the V phase second arm and the W When the two phases of the switching element (WL control) of the phase second arm are turned on at the same time and then one phase of the opposite arm is turned off, the current that the switching element cuts off is I 12, next I 13, as compared with the case must be cut off the I 11 and I 21, I 23, it is possible to reduce the burden on the switching device during current interruption.
つまり、図3において、2相がオン状態となっている第2アーム側のスイッチング素子302b,303bを同時にオフすると、遮断する電流は、I12=I13=(1/3)(Vp/R)となる。電流を遮断すると、電機子巻線を流れていた電流(図3で電機子直流抵抗411を流れていた電流)は、電機子直流抵抗412,413からスイッチング素子302a,303aの寄生ダイオードとオン状態となっているスイッチング素子301aを介して還流電流として流れ、時間と共に減衰する。その後に減衰した状態にある反対側のアームのスイッチング素子301aをオフする。
That is, in FIG. 3, when the
このように、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合に、第1,第2アームのスイッチング素子のいずれかにおいて複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフするようにしたので、大電流が流れているときの電流遮断を複数相のスイッチング素子に分担させることによって、各々のスイッチング素子での負担を軽減でき、スイッチング速度をより遅くすることが可能となり、大電流遮断時のサージ電圧を低減することができる。また、サージ電圧を低減し、必然的に通常の力行時のスイッチング動作のサージ電圧も低減できるため、ノイズ対策としても有効となる。 As described above, when a stop command is input to stop the power running operation and current interruption of the armature winding is performed, a plurality of phases are turned on in one of the switching elements of the first and second arms. Since the switching element on the opposite arm side is turned off at the same time to cut off the current path, the switching element on the opposite arm is turned off, so that the current interruption when a large current flows is shared by multiple phase switching elements. Thus, the burden on each switching element can be reduced, the switching speed can be further reduced, and the surge voltage at the time of interrupting a large current can be reduced. In addition, the surge voltage can be reduced and inevitably the surge voltage of the switching operation during normal powering can be reduced, which is effective as a noise countermeasure.
次に、式(1)〜(3)の値の電流が実際に流れる状態になるには、スイッチングオン後、電機子巻線インダクタンス成分Lと電機子直流抵抗成分Rによりスイッチング状態が変化してから一定期間遅れる。つまり、2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子に流れている電流が均等になるには、スイッチングオン後、一定期間遅れるが、均等になったときに電機子巻線の電流遮断を行うことが望ましい。 Next, in order for the currents of the values of the expressions (1) to (3) to actually flow, after switching on, the switching state is changed by the armature winding inductance component L and the armature DC resistance component R, and then constant. Delayed period. In other words, in order for the current flowing through the switching element on the arm side in which the two phases are turned on to be equal, after switching on, the current is delayed for a certain period, but when the current becomes equal, the current of the armature winding is cut off It is desirable.
電機子巻線に流れる電流Iは、スイッチングオン時に電機子巻線にかかる電圧をE、スイッチングオンしてからの経過時間をtとすれば以下のような関係式が成立する。
そのため、力行動作を停止するように停止指令が入力されたときに、実際に電機子巻線の電流遮断を行うタイミングは、電機子巻線インダクタンス成分Lと電機子直流抵抗成分Rが既知の値の場合は、2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子のそれぞれのスイッチングオンしてからの経過時間tによって、それぞれ求めたIが略均等する経過時間tによって予測することができる。 Therefore, when a stop command is input so as to stop the power running operation, the timing of actually cutting off the current of the armature winding is such that the armature winding inductance component L and the armature DC resistance component R are known values. In this case, the obtained I can be predicted by the elapsed time t that is substantially equal to the elapsed time t from the switching-on of each arm-side switching element in which the two phases are in the ON state.
また、実際に電機子巻線の電流遮断を行うタイミングは、2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子に流れている電流が均等になるタイミングを、実際に各相の電機子巻線を流れている電流を検出する方法によっても知ることができる。 In addition, the timing of actually cutting off the current of the armature winding is the timing at which the currents flowing through the switching elements on the arm side where the two phases are on are equalized, This can also be known by detecting the current flowing through the line.
このように、力行動作を停止するように停止指令が入力されたときに、電機子巻線の電流遮断を行うタイミングは、複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子に流れている電流が略均等になっている時に同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフすることにより、電流遮断時における双方のスイッチング素子の負担を少なくする(最小にする)ことができる。
以上は回転電機の電機子巻線が3相Y結線の場合を例にあげているが、3相Δ結線であっても、又6相結線であっても、この発明を適用すれば、同様に遮断する電流を小さくできる。
As described above, when a stop command is input so as to stop the power running operation, the timing of cutting off the current of the armature winding flows to the switching element on the arm side in which a plurality of phases are turned on. When the currents are substantially equal, the current path is cut off at the same time to cut off the current path, and then the switching elements on the opposite arm are turned off to reduce (minimize) the burden on both switching elements when the current is cut off. be able to.
The above is an example in which the armature winding of the rotating electric machine has a three-phase Y connection. However, even if it is a three-phase Δ connection or a six-phase connection, the same applies if the present invention is applied. The current to be cut off can be reduced.
実施の形態2.
図7は、実施の形態2における通電パターンの切替えをしたときの制御信号波形並びに各スイッチング素子のオン・オフ状態と電流の流れを示す図である。ここでは、図7(a)のように120度通電パターンで力行している場合に、回転子(電機子)がロックした状態を示している。このときのスイッチング素子の状態は、U相第1アームのスイッチング素子(UH制御)がオン、W相第2アームのスイッチング素子(WL制御)がオンのように、第1,第2アームのそれぞれ1相しかオンとならないため、この状態からスイッチング素子をオフとして電流遮断すると、
I31=I33=(1/2)(Vp/R) (5)
となる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a control signal waveform, an on / off state of each switching element, and a current flow when the energization pattern is switched in the second embodiment. Here, a state in which the rotor (armature) is locked when powering with a 120-degree conduction pattern as shown in FIG. 7A is shown. The state of the switching element at this time is such that the switching element (UH control) of the U-phase first arm is on and the switching element (WL control) of the W-phase second arm is on, respectively. Since only one phase is turned on, when the current is cut off with the switching element turned off from this state,
I 31 = I 33 = (1/2) (Vp / R) (5)
It becomes.
そこでこの発明では、図7(b)のように、一度180度通電パターンに切替えることにより、つまり、各スイッチング素子の通電角度範囲を拡大(120度から180度に拡大)し、第1アーム側又は第2アーム側のどちらかが2相オンとなることで、電流が分流され、2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子{図7(b)の場合は、V相第2アームのスイッチング素子(VL制御)とW相第2アームのスイッチンブ素子(WL制御)の2相がオンになっている}を同時にオフし、その後に反対側のアームの1相(図7(b)の場合はU相第1アームのスイッチング素子(UH制御)をオフすることで、スイッチング素子が実際に遮断する電流は
I42=I43=(1/3)(Vp/R) (6)
となり、I31,I33を遮断するときよりも小さくなる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 7B, by switching to the 180-degree conduction pattern once, that is, the energization angle range of each switching element is expanded (from 120 degrees to 180 degrees), the first arm side Alternatively, when either of the second arms is turned on for two phases, the current is shunted, and the switching elements on the arm side where the two phases are turned on {in the case of FIG. The two phases of the arm switching element (VL control) and the W-phase second arm switching element (WL control) are turned on simultaneously}, and then one phase of the opposite arm (FIG. 7B) ), The current that the switching element actually cuts off by turning off the switching element (UH control) of the U-phase first arm is
I 42 = I 43 = (1/3) (Vp / R) (6)
Therefore, it becomes smaller than when I 31 and I 33 are cut off.
実施の形態3.
図8は実施の形態3における回転数による停止処理切換え動作を示すフローチャートである。力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合、つまり、力行停止指令が有意となった場合に、まずステップS1で、回転子(電機子)に流れる電流が電機子直流抵抗成分のみで制限されている状態であるか、回転電機の誘起電流の発生が少ない状態であるかの判定を、回転子の回転位置検出器から得られる単位時間あたりの変位量(回転数)より判断する。ここでは、ステップS1での判定値を500r/minとしているが、これは回転電機の特性やスイッチング素子の電流遮断能力等によって適正な値は変化する。なお、ここでは、十分な誘起電流が発生しているかの判定を、回転子の回転数によって判定しているが、他にスイッチング素子に流れる電流の大きさや回転電機に供給される電流の大きさ、U,V,W各相の電圧など、他の手段を用いても判定可能である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a stop process switching operation based on the rotational speed in the third embodiment. When a stop command is input so as to stop the power running operation and the current interruption of the armature winding is performed, that is, when the power running stop command becomes significant, first, in step S1, the rotor (armature) flows. The displacement per unit time obtained from the rotational position detector of the rotor is used to determine whether the current is limited only by the armature DC resistance component or whether the induced current of the rotating electrical machine is low. Judging from the amount (number of rotations). Here, the determination value in step S1 is set to 500 r / min, but an appropriate value varies depending on the characteristics of the rotating electrical machine, the current interruption capability of the switching element, and the like. Here, the determination of whether or not a sufficient induced current is generated is determined by the number of rotations of the rotor, but in addition, the magnitude of the current flowing through the switching element and the magnitude of the current supplied to the rotating electrical machine , U, V, and W phase voltages can also be used for determination.
ステップS1で、条件非成立であれば、ゲート制御部250は通常の停止処理であるステップS5を実行し、条件が成立した場合に、実施の形態1又は実施の形態2の停止処理を行う。ステップS1で、条件非成立であれば、すなわち、回転子の回転数が500r/min以上であれば、回転電機の誘起電流の発生が多いので、ステップ5でゲート制御部250は、図2に示すように、通常の停止処理であるオン状態となっているスイッチング素子を直ちに同時に全てオフして電流経路を遮断する。
If the condition is not satisfied in step S1, the
なお、このとき、ステップ5でゲート制御部250は、図4に示すように、停止指令により、オン状態となっているスイッチング素子を本来のオフするタイミングまで引き伸ばして通電電流が零となるタイミングでオフするようにしても良い。つまり、本来のオフするタイミングまで引き伸ばした図4のUH制御のスイッチング素子をオフし、その後、反対側のアームのWL制御のスイッチング素子をオフするようにしても良い。換言すれば、オフ状態となっているスイッチング素子のオフ状態を持続し、オン状態となっているスイッチング素子の通電電流が零となるタイミングでオフするようにして電流経路を遮断するようにすればよい。
At this time, as shown in FIG. 4, at step 5, the
ステップS1で、条件成立であれば、ゲート制御部250は、先ず、ステップS2で、第1,第2アーム側のいずれのスイッチング素子も2相オンとなってない場合、例えば、120度通電の場合は、各スイッチング素子の通電角度範囲を拡大、例えは180度通電に拡大し、第1,第2アーム側のいずれかのスイッチング素子を2相オン状態にして電流を分流させる。ステップ3で、これら2相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、ステップ4で、反対側アームの1相のスイッチング素子をオフすることで、出力停止状態とする。
このようにして、回転電機における低回転時やロック時における大電流を遮断する場合のスイッチング素子の負担を減らすことができる。
If the condition is satisfied in step S1, the
In this way, it is possible to reduce the burden on the switching element in the case of interrupting a large current at the time of low rotation or locking in the rotating electric machine.
前記のように、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合に、力行動作中の回転電機の回転速度が中高速回転(例えば500r/min以上)であるとき、電機子巻線に流れる電流が巻線インダクタンス成分により制限されている状態であったり、回転電機の誘起電流の発生が多い状態では、通常の力行動作を停止する手法を行うことでサージ電圧を低減できる。 As described above, when a stop command is input to stop the power running operation and the armature winding is interrupted, the rotational speed of the rotating electrical machine during the power running operation is medium to high speed (for example, 500 r / min or more). When the current flowing through the armature winding is limited by the winding inductance component, or when there is a large amount of induced current in the rotating electrical machine, the normal power running operation is stopped. Surge voltage can be reduced.
しかし、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合に、力行動作中の回転電機が低回転であったりロックしていたり(例えば500r/min以下であると)すると、電機子に流れる電流が電機子直流抵抗成分のみで制限されている状態であったり、回転電機の誘起電流の発生が少ない状態であったりするので、複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフすることで、回転電機の回転数全域にてサージ電圧を低減できる。 However, when a stop command is input to stop the power running operation and the armature winding current is cut off, the rotating electrical machine during the power running operation is at a low speed or locked (for example, at 500 r / min or less). If so, the current that flows through the armature is limited only by the armature DC resistance component, or the induction current of the rotating electrical machine is low, so that multiple phases are turned on. By simultaneously turning off the switching elements on the arm side and cutting off the current path, the switching element on the opposite arm is turned off, so that the surge voltage can be reduced over the entire rotational speed of the rotating electrical machine.
この発明では、力行停止時の電流遮断が最大となる回転電機が低回転であったりロック状態において、従来方法よりも、遮断する電流が小さいために、よりソフトスイッチングとすることができるため、サージ電圧も低減でき、ノイズ対策としても有効となる。 In the present invention, since the electric current to be interrupted at the time of stopping power running becomes the maximum when the rotating electric machine is in a low rotation or locked state, the current to be interrupted is smaller than that in the conventional method, so that soft switching can be performed. The voltage can also be reduced, which is effective as a noise countermeasure.
100 電源
200 回転センサー
250 ゲート制御部
300 電力変換部
301a U相第1アームのスイッチング素子
302a V相第1アームのスイッチング素子
303a W相第1アームのスイッチング素子
301b U相第2アームのスイッチング素子
302b V相第2アームのスイッチング素子
303b W相第2アームのスイッチング素子
400 回転電機
401 U相電機子巻線インダクタンス成分
402 V相電機子巻線インダクタンス成分
403 W相電機子巻線インダクタンス成分
411 U相電機子直流抵抗成分
412 V相電機子直流抵抗成分
413 W相電機子直流抵抗成分
DESCRIPTION OF
Claims (6)
電機子巻線の各相毎に電源のプラス側端子から第1アームのスイッチング素子を経て電機子巻線に接続され、電機子巻線の各相毎に電機子巻線から第2アームのスイッチング素子を経て前記電源のマイナス側端子に接続された電力変換部と、
前記回転電機の力行動作時に前記電力変換部の各スイッチング素子のゲートを制御し前記回転電機の電機子巻線へ矩形波状の電圧を印加するゲート制御部とを備え、
前記ゲート制御部は、力行動作を停止するように停止指令が入力され、電機子巻線の電流遮断を行う場合には、前記第1,第2アームのスイッチング素子のいずれかにおいて複数相がオン状態となっているアーム側のスイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームのスイッチング素子をオフするように構成されたことを特徴とする回転電機装置。 A rotating electric machine having a multi-phase armature winding;
Each phase of the armature winding is connected from the positive terminal of the power source to the armature winding via the switching element of the first arm, and switching from the armature winding to the second arm for each phase of the armature winding. A power converter connected to the negative terminal of the power source through an element;
A gate control unit that controls a gate of each switching element of the power conversion unit during powering operation of the rotating electrical machine and applies a rectangular wave voltage to an armature winding of the rotating electrical machine,
When the gate control unit receives a stop command to stop the power running operation and cuts off the current of the armature winding, a plurality of phases are turned on in one of the switching elements of the first and second arms. A rotating electrical machine apparatus configured to turn off a switching element of an opposite arm after simultaneously switching off an arm-side switching element in a state to interrupt a current path.
これら複数相がオン状態となっているアーム側の前記スイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームの前記スイッチング素子をオフするように構成されたことを特徴とする請求項1記載の回転電機装置。 When none of the switching elements on the first and second arm sides is turned on for a plurality of phases, the energization angle range of each switching element is expanded, and either of the switching elements on the first and second arm sides is Multi-phase ON state to shunt current,
The switching element of the opposite arm is turned off after the switching elements on the arm side in which the plurality of phases are turned on are simultaneously turned off to interrupt the current path. The rotating electrical machine apparatus according to 1.
複数相がオン状態となっているアーム側の前記スイッチング素子を同時にオフして電流経路を遮断した後に、反対側アームの前記スイッチング素子をオフするように構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の回転電機装置。 When the rotating electric machine during power running is below a predetermined number of revolutions,
2. The structure according to claim 1, wherein the switching elements on the opposite arm are turned off after the switching elements on the arm side in which a plurality of phases are turned on are simultaneously turned off to interrupt the current path. The rotating electrical machine apparatus according to any one of claims 3 to 4.
オン状態となっている前記スイッチング素子を同時に全てオフして電流経路を遮断するように構成されたことを特徴とする請求項4記載の回転電機装置。 When the rotating electric machine during the power running operation is equal to or higher than a predetermined rotational speed,
5. The rotating electrical machine apparatus according to claim 4, wherein all of the switching elements in an on state are simultaneously turned off to interrupt a current path.
オフ状態となっている前記スイッチング素子のオフ状態を持続し、
オン状態となっている前記スイッチング素子の通電電流が零となるタイミングでオフして電流経路を遮断するように構成されたことを特徴とする請求項4記載の回転電機装置。 When the rotating electric machine during the power running operation is equal to or higher than a predetermined rotational speed,
Maintaining the off state of the switching element in the off state;
5. The rotating electrical machine apparatus according to claim 4, wherein the rotating electrical machine apparatus is configured to be turned off at a timing when an energization current of the switching element in an on state becomes zero to interrupt a current path.
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