JP6180578B1 - 電力変換装置の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1における電力変換装置の制御装置8を備えた負荷駆動システムを示す構成図である。図1における負荷駆動システムは、電動機1と、電源装置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、電力変換装置の制御装置8(以下、制御装置8と略す)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とは異なる演算方法によって温度抑制ゲインαを演算する温度抑制ゲイン演算部814を有する温度抑制部81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。
Claims (14)
- 1つ以上のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子がオンおよびオフに切り替え制御されることで、電源装置から出力される電力の形態を変換し、変換後の電力を負荷装置に出力する電力変換装置を制御する制御装置であって、
各スイッチング素子の温度を測定するスイッチング素子温度センサによって測定された各測定温度に基づいて動作可否温度を決定し、前記動作可否温度が第1の設定閾値以上である場合に温度抑制動作を開始する温度抑制部を備え、
前記温度抑制部は、
各測定温度をそのまま高応答温度とすることで前記高応答温度を前記測定温度ごとに生成し、各測定温度を低応答用フィルタに通過させることで低応答温度を前記測定温度ごとに生成する温度フィルタ部と、
前記温度フィルタ部によって生成された前記測定温度ごとの前記高応答温度に基づいてゲイン演算用高応答温度を決定し、前記温度フィルタ部によって生成された前記測定温度ごとの前記低応答温度に基づいてゲイン演算用低応答温度を決定するゲイン演算用温度決定部と、
前記ゲイン演算用温度決定部によって決定された前記ゲイン演算用高応答温度が大きいほど高応答温度抑制ゲインが小さくなるように前記高応答温度抑制ゲインを演算し、前記ゲイン演算用温度決定部によって決定された前記ゲイン演算用低応答温度が大きいほど低応答温度抑制ゲインが小さくなるように前記低応答温度抑制ゲインを演算し、演算した前記高応答温度抑制ゲインおよび前記低応答温度抑制ゲインから温度抑制ゲインを演算する温度抑制ゲイン演算部と、
前記負荷装置の定格特性値に対して前記温度抑制ゲイン演算部によって演算された前記温度抑制ゲインを掛け合わせることで、限界特性値を演算し、前記負荷装置の特性値を制御するための制御指令と、演算した前記限界特性値とを比較することで、前記限界特性値および前記制御指令の小さい方を、限界制御指令として出力する限界制御指令演算部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記限界制御指令演算部から出力される前記限界制御指令に従って前記電力変換装置の各スイッチング素子をオンおよびオフに切り替え制御する
電力変換装置の制御装置。 - 前記温度フィルタ部は、
各測定温度を、前記低応答用フィルタよりもカットオフ周波数の高い高応答用フィルタに通過させることで前記高応答温度を前記測定温度ごとに生成する
請求項1に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部は、
前記ゲイン演算用高応答温度と前記高応答温度抑制ゲインとの高応答用関連付けから、前記ゲイン演算用温度決定部によって決定された前記ゲイン演算用高応答温度に対応する前記高応答温度抑制ゲインを演算し、前記ゲイン演算用低応答温度と前記低応答温度抑制ゲインとの低応答用関連付けから、前記ゲイン演算用温度決定部によって決定された前記ゲイン演算用低応答温度に対応する前記低応答温度抑制ゲインを演算する
請求項1または2に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記高応答用関連付けは、前記ゲイン演算用高応答温度が前記第1の設定閾値から前記第1の設定閾値よりも高い第2の設定閾値に変化するのに従って前記高応答温度抑制ゲインが1から0に変化するように設定され、
前記低応答用関連付けは、前記ゲイン演算用低応答温度が前記第1の設定閾値から前記第2の設定閾値に変化するのに従って前記低応答温度抑制ゲインが1から0に変化するように設定されている
請求項3に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部によって演算される前記高応答温度抑制ゲインおよび前記低応答温度抑制ゲインの各値は、一致しているまたは異なっている
請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部は、
前記温度抑制動作が開始されると、前記温度抑制ゲインを前記高応答温度抑制ゲインとし、前記温度抑制動作の開始以降の切り替えタイミングで前記温度抑制ゲインを前記高応答温度抑制ゲインから前記低応答温度抑制ゲインに切り替える
請求項1から5のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部は、
前記切り替えタイミングとして、前記温度抑制動作が開始されてから設定切り替え時間が経過したタイミングで、前記温度抑制ゲインを前記高応答温度抑制ゲインから前記低応答温度抑制ゲインに切り替える
請求項6に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度フィルタ部において、前記測定温度ごとに生成される前記高応答温度の初期値と、前記測定温度ごとに生成される前記低応答温度の初期値は、前記第1の設定閾値となるように設定されている
請求項1から7のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部は、
前記高応答温度抑制ゲインをαH、前記低応答温度抑制ゲインをαL、前記温度抑制ゲインをα、定数をhとしたとき、以下の式に従って、前記温度抑制ゲインを演算する
α=αH×h+αL×(1−h) ただし、0<h<1
請求項1から8のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制ゲイン演算部は、
前記高応答温度抑制ゲインをαH、前記低応答温度抑制ゲインをαL、前記温度抑制ゲインをα、前記温度抑制動作が開始されてからの経過時間をt、前記経過時間によって変化する変数をh(t)としたとき、以下の式に従って、前記温度抑制ゲインを演算する
α=αH×h(t)+αL×(1−h(t)) ただし、0<h(t)<1
請求項1から8のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記ゲイン演算用温度決定部は、
前記測定温度ごとの前記高応答温度の中から最大値を前記ゲイン演算用高応答温度として決定し、
前記測定温度ごとの前記低応答温度の中から最大値を前記ゲイン演算用低応答温度として決定する
請求項1から10のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 前記温度抑制部は、
前記温度抑制動作中において、前記ゲイン演算用低応答温度が前記第1の設定閾値以下になった場合、前記温度抑制動作を停止する
請求項1から11のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 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12のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御装置。 - 1つ以上のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子がオンおよびオフに切り替え制御されることで、電源装置から出力される電力の形態を変換し、変換後の電力を負荷装置に出力する電力変換装置を制御する方法であって、
各スイッチング素子の温度を測定するスイッチング素子温度センサによって測定された各測定温度に基づいて動作可否温度を決定し、前記動作可否温度が第1の設定閾値以上である場合に温度抑制動作を開始する温度抑制ステップを備え、
前記温度抑制ステップは、
各測定温度をそのまま高応答温度とすることで前記高応答温度を前記測定温度ごとに生成し、各測定温度を低応答用フィルタに通過させることで低応答温度を前記測定温度ごとに生成するステップと、
生成された前記測定温度ごとの前記高応答温度に基づいてゲイン演算用高応答温度を決定し、生成された前記測定温度ごとの前記低応答温度に基づいてゲイン演算用低応答温度を決定するステップと、
決定された前記ゲイン演算用高応答温度が大きいほど高応答温度抑制ゲインが小さくなるように前記高応答温度抑制ゲインを演算し、決定された前記ゲイン演算用低応答温度が大きいほど低応答温度抑制ゲインが小さくなるように前記低応答温度抑制ゲインを演算し、演算した前記高応答温度抑制ゲインおよび前記低応答温度抑制ゲインから温度抑制ゲインを演算するステップと、
前記負荷装置の定格特性値に対して、演算された前記温度抑制ゲインを掛け合わせることで、限界特性値を演算し、前記負荷装置の特性値を制御するための制御指令と、演算した前記限界特性値とを比較することで、前記限界特性値および前記制御指令の小さい方を、限界制御指令として出力するステップと、
を有し、
出力される前記限界制御指令に従って前記電力変換装置の各スイッチング素子をオンおよびオフに切り替え制御する制御ステップをさらに備えた
電力変換装置の制御方法。
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