JP5808921B2 - トランス結合型昇圧器の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
を特徴とする。
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測する温度計測ステップと、
前記スイッチング素子のジャンクション温度の上限値と前記温度計測ステップで計測された現在のケース温度との温度差を演算する温度差演算ステップと、
前記温度差演算ステップで演算された温度差に基づいて、前記スイッチング素子のジャンクション温度が前記上限値を超えないために許容される前記スイッチング素子の許容損失を演算する許容損失演算ステップと、
前記許容損失演算ステップで演算された許容損失と、前記トランス結合型昇圧器の入力電圧とに基づいて、当該許容損失および当該入力電圧に対応する前記トランス結合型昇圧器の許容出力電力値を演算する許容出力電力演算ステップと、
前記許容出力電力演算ステップで演算された許容出力電力値に対応する許容位相差を演算する許容位相差演算ステップと、
前記許容位相差演算ステップで演算された許容位相差を上限値として位相差を調整するステップと
を含むことを特徴とする。
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測するとともに、現在のケース温度の各値に対応して、前記スイッチング素子のジャンクション温度が上限値を超えないために許容される許容位相差の各値との関係を予め設定するステップと、
計測されたケース温度に対応する許容位相差を前記設定内容から求め、求められた許容位相差を上限値として位相差を調整するステップと
を含むことを特徴とする。
図15は、実施例のハイブリッド建設機械1の外観を斜視図にて示したものである。ハイブリッド建設機械1は、例えば油圧ショベルである。ハイブリッド建設機械1は、下部走行体1bに対して上部旋回体1aが旋回自在に設けられているとともに、作業機1cが動作自在に上部旋回体1aに取り付けられてなるものである。下部走行体1bおよび作業機1cは、図示しない油圧モータ、油圧ポンプ、油圧シリンダが駆動されることによって動作する。上部旋回体1aは、後述する上部旋回体用電動機が駆動されることによって旋回動作する。なお、本実施例では、上部旋回体1aが電動機の駆動によって動作されることを想定して説明するが、もちろん下部走行体1b、作業機1cが同様に電動機の駆動によって動作される構成のものにも適用することができる。
D=T1/T
で規格化されたものを、以下、位相差Dと呼ぶことにする。
なお、Lは、トランス50Cの漏れインダクタンスであり、ωは、トランス50Cの角周波数であり、D^2は、Dの2乗を意味するものとする。
図6は、第1実施例の制御手段であるコントローラ80の構成要素をブロック図にて示したものである。
熱抵抗Rj-cは、既知の定数である。なお、ジャンクション温度Tjは、IGBTのモジュールのいずれかの場所の温度として取り扱っても良い。すなわち、スイッチング素子51〜58の接合部温度という定義ではなく、IGBTの外面の任意の箇所の温度として定義(この場合、例えばチップ温度Tjと呼ぶ)してもよい。つまり、温度Tjとは、IGBTのいずれかの場所の温度としてとらえて、半導体素子温度Tjとして、その半導体素子温度Tjが上限値Tjmax(例えば150℃)を越えないように、位相差Dを調整する制御が行われてもよい。
PL(PLmax)=ΔT/Rj-c ...(3)
となることから、上記(3)式に、温度差ΔTと既知の熱抵抗Rj-cを代入して、許容損失PLmaxが求められる。ここで既知の熱抵抗Rj-cは、記憶手段185に予め記憶されており、記憶手段185から読み出される。例えば、上述したごとく温度差ΔTが30℃となっており、熱抵抗Rj-cが0.1(℃/W)であるとすると、許容損失PLmaxは、300Wとなる。図7のグラフにおいて、許容損失PLmaxが300Wの値をとるラインを、破線LM1にて示す(ステップ105)。
計測されるケース温度Tcに、許容位相差Dmaxの各値を対応づけ、それらの関係を設定しておく実施も可能である。
Claims (6)
- トランスの低圧側巻線の両端子に接続されたスイッチング素子を含んで構成された低圧側インバータと、前記トランスの高圧側巻線に接続されたスイッチング素子を含んで構成された高圧側インバータとを備え、蓄電装置の入力端子間の入力電圧を昇圧した出力電圧を出力端子間に印加するトランス結合型昇圧器と、前記低圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相と、前記高圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相との間の位相差を調整することにより前記トランス結合型昇圧器の出力電力を制御する制御手段とを備えたトランス結合型昇圧器の制御装置において、
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測する温度計測手段と、
前記スイッチング素子のジャンクション温度の上限値と前記温度計測手段で計測された現在のケース温度との温度差を演算する温度差演算手段と、
前記温度差演算手段で演算された温度差に基づいて、前記スイッチング素子のジャンクション温度が前記上限値を超えないために許容される前記スイッチング素子の許容損失を演算する許容損失演算手段と、
前記許容損失演算手段で演算された許容損失と、前記トランス結合型昇圧器の入力電圧とに基づいて、当該許容損失および当該入力電圧に対応する前記トランス結合型昇圧器の許容出力電力値を演算する許容出力電力演算手段と、
前記許容出力電力演算手段で演算された許容出力電力値に対応する許容位相差を演算する許容位相差演算手段とを備え、
前記制御手段は、前記許容位相差演算手段で演算された許容位相差を上限値として位相差を調整することを特徴とするトランス結合型昇圧器の制御装置。 - トランスの低圧側巻線の両端子に接続されたスイッチング素子を含んで構成された低圧側インバータと、前記トランスの高圧側巻線に接続されたスイッチング素子を含んで構成された高圧側インバータとを備え、蓄電装置の入力端子間の入力電圧を昇圧した出力電圧を出力端子間に印加するトランス結合型昇圧器と、前記低圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相と、前記高圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相との間の位相差を調整することにより前記トランス結合型昇圧器の出力電力を制御する制御手段とを備えたトランス結合型昇圧器の制御装置において、
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測する温度計測手段と、
現在のケース温度の各値に対応して、前記スイッチング素子のジャンクション温度が上限値を超えないために許容される許容位相差の各値との関係を予め設定する設定手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度計測手段で計測されたケース温度に対応する許容位相差を前記設定手段の設定内容から求め、求められた許容位相差を上限値として位相差を調整することを特徴とするトランス結合型昇圧器の制御装置。 - 前記許容出力電力演算手段で前記トランス結合型昇圧器の許容出力電力値の解が得られなかった場合には、前記トランス結合型昇圧器の動作を停止させることを特徴とする請求項1記載のトランス結合型昇圧器の制御装置。
- 前記設定手段には、前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度が所定のしきい値以下の範囲で、前記位相差の各値が設定されており、前記温度計測手段で計測された現在のケース温度が前記所定のしきい値を超えている場合には、前記トランス結合型昇圧器の動作を停止させることを特徴とする請求項2記載のトランス結合型昇圧器の制御装置。
- トランスの低圧側巻線の両端子に接続されたスイッチング素子を含んで構成された低圧側インバータと、前記トランスの高圧側巻線に接続されたスイッチング素子を含んで構成された高圧側インバータとを備え、蓄電装置の入力端子間の入力電圧を昇圧した出力電圧を出力端子間に印加するトランス結合型昇圧器の制御方法であって、前記低圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相と、前記高圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相との間の位相差を調整することにより前記トランス結合型昇圧器の出力電力を制御するトランス結合型昇圧器の制御方法において、
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測する温度計測ステップと、
前記スイッチング素子のジャンクション温度の上限値と前記温度計測ステップで計測された現在のケース温度との温度差を演算する温度差演算ステップと、
前記温度差演算ステップで演算された温度差に基づいて、前記スイッチング素子のジャンクション温度が前記上限値を超えないために許容される前記スイッチング素子の許容損失を演算する許容損失演算ステップと、
前記許容損失演算ステップで演算された許容損失と、前記トランス結合型昇圧器の入力電圧とに基づいて、当該許容損失および当該入力電圧に対応する前記トランス結合型昇圧器の許容出力電力値を演算する許容出力電力演算ステップと、
前記許容出力電力演算ステップで演算された許容出力電力値に対応する許容位相差を演算する許容位相差演算ステップと、
前記許容位相差演算ステップで演算された許容位相差を上限値として位相差を調整するステップと
を含むことを特徴とするトランス結合型昇圧器の制御方法。 - トランスの低圧側巻線の両端子に接続されたスイッチング素子を含んで構成された低圧側インバータと、前記トランスの高圧側巻線に接続されたスイッチング素子を含んで構成された高圧側インバータとを備え、蓄電装置の入力端子間の入力電圧を昇圧した出力電圧を出力端子間に印加するトランス結合型昇圧器の制御方法であって、前記低圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相と、前記高圧側巻線の両端子間電圧の信号の位相との間の位相差を調整することにより前記トランス結合型昇圧器の出力電力を制御するトランス結合型昇圧器の制御方法において、
前記スイッチング素子を収容したケースのケース温度を計測するとともに、現在のケース温度の各値に対応して、前記スイッチング素子のジャンクション温度が上限値を超えないために許容される許容位相差の各値との関係を予め設定するステップと、
計測されたケース温度に対応する許容位相差を前記設定内容から求め、求められた許容位相差を上限値として位相差を調整するステップと
を含むことを特徴とするトランス結合型昇圧器の制御方法。
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