JP6080996B1 - 電動機駆動システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1における電動機駆動システムを示す構成図である。図1に示すように、本実施の形態1における電動機駆動システムは、電動機1と、電源部2と、電力変換装置3と、回転角センサ4と、電動機温度センサ5と、スイッチング素子温度センサ6と、指令発生器7と、制御装置8とを備える。
本発明の実施の形態2では、先の実施の形態1に構成に対して、電源部2および制御装置8の構成を変更した電動機駆動システムについて説明する。なお、本実施の形態2では、先の実施の形態1と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
本発明の実施の形態3では、先の実施の形態2の構成に対して、制御装置8の構成を変更した電動機駆動システムについて説明する。なお、本実施の形態3では、先の実施の形態1、2と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1、2と異なる点を中心に説明する。
本発明の実施の形態4では、最大スイッチング周波数fc_max、最小スイッチング周波数fc_min、最大コンバータスイッチング周波数fc_v_maxおよび最小コンバータスイッチング周波数fc_v_minのそれぞれをあらかじめ設定する方法の具体例を説明する。なお、本実施の形態4では、先の実施の形態1〜3と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1〜3と異なる点を中心に説明する。
本発明の実施の形態5では、最小スイッチング周波数fc_minをあらかじめ設定する方法の具体例として、先の実施の形態4とは異なる設定方法について説明する。なお、本実施の形態5では、先の実施の形態1〜4と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1〜4と異なる点を中心に説明する。
Claims (9)
- 電動機と、
直流電力を出力する直流電源を有する電源部と、
上アームおよび下アームのそれぞれにスイッチング素子を有する複数のハーフブリッジ回路が並列に接続され、各スイッチング素子がPWM信号に従ってオンおよびオフに切り替え制御されることで、前記直流電源から出力された前記直流電力を交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電動機に出力するインバータ部を有する電力変換装置と、
前記電動機を制御するための制御指令を発生させ、前記制御指令を出力する指令発生器と、
前記電力変換装置を制御する制御装置と、
を備えた電動機駆動システムであって、
前記制御装置は、
最小スイッチング周波数から最大スイッチング周波数までのスイッチング周波数範囲内からn個(ただし、nは2以上の整数)の標本スイッチング周波数を選択して決定し、各標本スイッチング周波数を出力する標本スイッチング周波数決定部と、
各標本スイッチング周波数について、前記制御指令を補正することで、n個の補正制御指令を決定し、各標本スイッチング周波数と、各補正制御指令とが関連付けられたn個の第1関連付けパラメータを生成し、各第1関連付けパラメータを出力する補正制御指令決定部と、
各第1関連付けパラメータに含まれる各標本スイッチング周波数について、前記電動機駆動システムで発生するn個の損失を演算し、演算した各損失が各第1関連付けパラメータに関連付けられたn個の第2関連付けパラメータを生成し、各第2関連付けパラメータを出力する損失演算部と、
各第2関連付けパラメータの中から、前記損失が最小値となる損失最小関連付けパラメータを選択し、選択した前記損失最小関連付けパラメータに含まれる前記標本スイッチング周波数および前記補正制御指令を、最適スイッチング周波数および最適補正制御指令として出力する損失最小パラメータ決定部と、
前記最適補正制御指令に対応したデューティ指令を生成し、前記デューティ指令を出力するデューティ変換部と、
前記デューティ指令と、前記最適スイッチング周波数とから、前記PWM信号を生成し、前記PWM信号を出力するPWM信号生成部と、
を有する電動機駆動システム。 - 前記電源部は、
前記直流電源と並列に接続される平滑コンデンサと、
前記直流電源と前記平滑コンデンサとの間に設けられ、複数のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子がコンバータ用PWM信号に従ってオンおよびオフに切り替え制御されることで、前記直流電源から出力された前記直流電力を変換し、変換後の前記直流電力を前記インバータ部に出力するDC/DCコンバータ部と、
をさらに有し、
前記指令発生器は、前記平滑コンデンサの電圧を制御するための平滑コンデンサ用電圧指令をさらに発生させ、前記平滑コンデンサ用電圧指令をさらに出力し、
前記制御装置は、
前記平滑コンデンサの電圧を取得し、前記平滑コンデンサ用電圧指令と、取得した前記平滑コンデンサの電圧とから、コンバータ用デューティ指令を生成し、前記コンバータ用デューティ指令を出力するコンバータ用制御器と、
前記コンバータ用デューティ指令から、前記コンバータ用PWM信号を生成し、前記コンバータ用PWM信号を出力するコンバータ用PWM信号生成部と、
をさらに有し、
損失演算部は、
前記平滑コンデンサの電圧を取得し、取得した前記平滑コンデンサの電圧から、各標本スイッチング周波数について演算した各損失を補正する
請求項1に記載の電動機駆動システム。 - 前記制御装置は、
最小コンバータスイッチング周波数から最大コンバータスイッチング周波数までのコンバータスイッチング周波数範囲内からn個の標本コンバータスイッチング周波数を選択して決定し、各標本コンバータスイッチング周波数を出力する標本コンバータスイッチング周波数決定部をさらに有し、
前記損失演算部は、
各第1関連付けパラメータに含まれる各補正制御指令について、前記DC/DCコンバータ部のコンバータ損失を演算し、各標本スイッチング周波数について演算した各損失に演算した各コンバータ損失をさらに加え、各標本コンバータスイッチング周波数をさらに関連付けたn個の前記第2関連付けパラメータを生成し、
前記損失最小パラメータ決定部は、
選択した前記損失最小関連付けパラメータにさらに含まれる前記標本コンバータスイッチング周波数を、最適コンバータスイッチング周波数としてさらに出力し、
前記コンバータ用PWM信号生成部は、
前記コンバータ用デューティ指令と、前記最適コンバータスイッチング周波数とから、前記コンバータ用PWM信号を生成する
請求項2に記載の電動機駆動システム。 - 前記最大コンバータスイッチング周波数は、前記DC/DCコンバータ部の各スイッチング素子の温度が許容温度範囲内に収まるスイッチング周波数となるように設定され、
前記最小コンバータスイッチング周波数は、前記平滑コンデンサの温度が許容温度範囲内に収まるスイッチング周波数となるように設定される
請求項3に記載の電動機駆動システム。 - 前記DC/DCコンバータ部の各スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されている
請求項2から4のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。 - 前記最大スイッチング周波数は、前記インバータ部の各スイッチング素子の温度が許容温度範囲内に収まるスイッチング周波数となるように設定され、
前記最小スイッチング周波数は、前記電動機の温度が許容温度範囲内に収まるスイッチング周波数となるように設定される
請求項1から5のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。 - 前記最小スイッチング周波数は、
前記電動機の制御不能を防止するスイッチング周波数となるように設定される
請求項1から6のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。 - 前記制御指令は、トルク指令、電流指令または電圧指令である
請求項1から7のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。 - 前記インバータ部の各スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されている
請求項1から8のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。
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