JP6800278B2 - 回転電機の制御装置 - Google Patents
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Description
一方、インバータのスイッチング素子の素子耐圧は、素子温度の低下に伴って低下するという温度依存性を有する。スイッチング素子の素子温度が低いほど、駆動回路の入力電圧の上限値を低く設定するとともに、電気負荷からの要求に従って、設定された入力電圧の上限値を超えないように直流電圧の出力電圧を設定して、駆動回路のスイッチング損失を低減するようにしたものが知られている(特許文献1参照)。
以下、本願の実施の形態1における回転電機の制御装置を図1〜図4に基づいて説明する。
図1は実施の形態1の回転電機の制御装置の構成を説明する図、図2は制御装置を構成する電圧指令設定手段のブロック図である。
コンバータ3は直流電源1からの直流電圧を昇圧し、インバータ4はコンバータ3で昇圧した直流電圧を交流電圧に変換する。制御回路5は、図示していない上位制御ユニット(ECU)から出力されるトルク等の要求トルクおよび要求回転速度等の動作指令に基づいてコンバータ3とインバータ4を制御し、モータ2を駆動制御する。
また、インバータ4の各スイッチング素子S3〜S8には、温度を電圧に変換可能なサーミスタといった温度電圧変換器7(図1ではスイッチング素子S6の個所しか図示していないが、実際は全てのスイッチング素子に設ける)が設けられている。
温度電圧変換器7で検出した電圧は制御回路5の温度検知手段52に入力され、温度検知手段52は電圧から温度への演算を行うことでスイッチング素子S3〜S8の温度検知を行っている。
モータ2は、インバータ4によって直流電力を交流電力に変換された電力を電機子巻線に供給することでトルクを発生させることが可能であり、ハイブリッド自動車または電気自動車といった電動自動車に利用できることは言うまでもない。
電圧指令設定手段51は、電圧演算部51aと電圧制限量演算部51bと制限処理部51cで構成され、インバータ4のスイッチング素子温度が予め決めた温度よりも高い場合に、コンバータ3の電圧指令値を低く設定(スイッチング素子S1、S2のオン比率を小さくする等)ことが可能な構成となっている。
図3に示すように、電圧制限量演算部51bはスイッチング素子温度が予め決めた温度以上になると制限量を大きくする。制限量を大きくすることでコンバータ3に対する電圧指令値を低く設定することが可能であり、結果的に図4に示すようにコンバータ3の出力である直流電源配線6の電圧を低くすることができる。
本構成によりインバータ4のスイッチング素子S3〜S8だけではなく、ダイオードD3〜D8の温度上昇を抑制し、発熱による素子破壊を抑制することができる。
次に、本願の実施の形態2における回転電機の制御装置を図5および図6に基づいて説明する。
実施の形態2における回転電機の制御装置は、実施の形態1における制御回路5に、さらに図5に示すような弱め磁束電流制御部53を設けたもので、図5は弱め磁束電流制御部53のブロック図である。
弱め磁束電流演算部53aは、上位ECUからの動作指令と、インバータ4のスイッチング素子S3〜S8の素子温度と、直流電源配線6の電圧を入力して、モータ2の弱め磁束電流を演算する。制御部53bは、弱め磁束電流演算部53aからの出力に基づいてインバータ4のスイッチング素子S3〜S8に対する電圧指令値を生成する。
図6(a)に示すように、動作指令を横軸、直流電源配線6の電圧を縦軸とすると、スイッチング素子の温度が低い場合は実線Aに、スイッチング素子の温度が高い場合は実線Bにする必要がある。
弱め磁束電流を大きくすると、インバータ4がモータ2に印加する電圧を小さくすることできるため、インバータ4のスイッチング素子S3〜S8の素子温度を低くすることができる。
以上のように、インバータ4のスイッチング素子S3〜S8の温度が予め決めた温度よりも高くなった際に、直流電源配線6の電圧を低く設定した際の、モータ2の弱め磁束電流を大きくすることで直流電源配線6の電圧を抑制し、インバータ4のスイッチング制御可能な状態の維持が可能となる。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
5:制御回路、6:直流電源配線、7:温度電圧変換器、51:電圧指令設定手段、
52:温度検知手段、51a:電圧演算部、51b:電圧制限量演算部、
51c:制限処理部、53:弱め磁束電流制御部、53a:弱め磁束電流演算部、
53b:制御部、S1〜S8:スイッチング素子、D1〜D8:ダイオード。
Claims (2)
- 直流電源の出力電圧を電圧指令値に従って第1のスイッチング素子を制御して直流電源配線に出力するように構成されたコンバータと、複数の第2のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子に並列接続されたダイオードを有し、前記直流電源配線上の直流電力を交流電力に電力変換するインバータと、外部からの動作指令に基づいて前記コンバータ及び前記インバータのスイッチング素子を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記インバータのスイッチング素子またはダイオードの温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が出力するスイッチング素子またはダイオードの温度にもとづいて前記電圧指令値を調整する電圧指令設定手段を有し、前記電圧指令設定手段は、前記動作指令に基づいて制限前電圧指令値を演算する電圧演算部と、前記インバータのスイッチング素子またはダイオードの温度から前記制限前電圧指令値の電圧を制限することが可能な制限量を演算する電圧制限量演算部と、前記制限前電圧指令値に対し前記制限量を差し引いた電圧指令値を出力する制限処理部を備え、
前記電圧指令設定手段は、前記温度検知手段が出力するスイッチング素子またはダイオードの温度が予め決めた温度よりも高い場合に、前記電圧指令値を前記動作指令に基づいて演算された電圧指令値よりも低く設定することを特徴とする回転電機の制御装置。 - 前記制御回路は回転電機の弱め磁束電流制御部を備え、前記弱め磁束電流制御部は、前記温度検知手段が出力するスイッチング素子またはダイオードの温度が予め決めた温度よりも高い場合に、前記回転電機の弱め磁束電流を前記動作指令に基づいて決められた値よりも大きくするよう前記インバータのスイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の回転電機の制御装置。
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