JPH09121595A - Power converter protective structure from temperature rise - Google Patents

Power converter protective structure from temperature rise

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JPH09121595A
JPH09121595A JP7280090A JP28009095A JPH09121595A JP H09121595 A JPH09121595 A JP H09121595A JP 7280090 A JP7280090 A JP 7280090A JP 28009095 A JP28009095 A JP 28009095A JP H09121595 A JPH09121595 A JP H09121595A
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JP
Japan
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temperature
command
torque
carrier signal
frequency
Prior art date
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Application number
JP7280090A
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Japanese (ja)
Inventor
Katashige Yamada
堅滋 山田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a power converter fro temperature rise without decreasing torque, even if the temperature of a switching element of an inverter main circuit rises. SOLUTION: A limit torque command τL is obtained by limiting the upper limit of a torque command τ with a torque limit value, three-phase control voltage command (V) is obtained from the limit torque command τL, and a modulated command (P) is obtained from the three-phase control voltage command (V) pulse-width-modulated with a carrier signal CH or CL. This modulated command (P) turns on/off a switching element of the inverter main circuit to obtain an equivalent three-phase current (I), which is supplied to a motor 6. If the detected temperature (T) of the switching element rises, the high-frequency carrier signal CH is switched over to a low-frequency signal CL. If the temperature continue rising even after this process, the limit torque command τL is reduced by lowering the torque limit value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電力変換器の温度保
護機構に関し、主回路のスイッチング素子の温度が上昇
したときに、トルク低下をただちには生じさせることな
く温度保護ができるように工夫したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature protection mechanism for a power converter, and is devised so that when the temperature of a switching element of a main circuit rises, the temperature can be protected without causing a torque reduction immediately. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】モーターをインバータにより駆動するモ
ータードライブ制御技術が広い分野で利用されている。
近年では、地球環境の改善のために電気自動車の研究と
実用化の検討が積極的に進められている。このような電
気自動車にも上記モータドライブ制御技術が適用されて
いる。
2. Description of the Related Art Motor drive control technology for driving a motor by an inverter is widely used.
In recent years, in order to improve the global environment, research and practical application of electric vehicles have been actively promoted. The motor drive control technology is applied to such an electric vehicle.

【0003】ここで図2を参照して、モータドライブ制
御系の一例の概要を説明する。図2においてトルクリミ
ッタ1にはトルクリミット値τS が設定されている。こ
のトルクリミッタ1にトルク指令τが入力されると、上
限値がτS に抑制されたリミットトルク指令τL がトル
クリミッタ1から出力される。つまりτ<τS のときに
はτL =τとなり、τ≧τS のときにはτL =τS とな
る。
An example of the motor drive control system will be outlined with reference to FIG. In FIG. 2, a torque limit value τ S is set in the torque limiter 1. When the torque command τ is input to the torque limiter 1, the torque limiter 1 outputs the limit torque command τ L whose upper limit value is suppressed to τ S. That is, when τ <τ S , τ L = τ, and when τ ≧ τ S , τ L = τ S.

【0004】電力変換制御部2は、リミットトルク指令
τL に応じた三相制御電圧指令Vを出力する。
The power conversion control unit 2 outputs a three-phase control voltage command V according to the limit torque command τ L.

【0005】PWM回路3は、PWM変調部3aとキャ
リア信号発生部3bとを有し、PWM(Pulse Wideth M
odulation)変調をする。即ち、キャリア信号発生部3
bはキャリア信号(例えば三角波)Cを出力し、PWM
変調部3aでは、三相制御電圧指令Vとキャリア信号C
とを比較して変調指令(ベース電流)Pを出力する。な
お、騒音の低減化や電流制御の高応答化を実現するため
には、キャリア信号Cの周波数を高くしてスイッチング
周波数を高くしておく方がよい。
The PWM circuit 3 has a PWM modulator 3a and a carrier signal generator 3b, and has a PWM (Pulse Wideth M)
odulation) Modulate. That is, the carrier signal generator 3
b outputs a carrier signal (for example, triangular wave) C, and PWM
The modulator 3a has a three-phase control voltage command V and a carrier signal C.
And the modulation command (base current) P is output. It should be noted that in order to realize reduction of noise and high response of current control, it is better to increase the frequency of the carrier signal C and increase the switching frequency.

【0006】インバータ主回路4は、IGBTなどのス
イッチング素子で形成されており、前記変調指令Pのハ
イ・ローに応じてスイッチング素子がオン・オフして、
バッテリー5の電流から等価三相電流Iを作る。この等
価三相電流Iがモーター6に供給されてモータ6が回転
駆動する。
The inverter main circuit 4 is formed of a switching element such as an IGBT, and the switching element is turned on / off according to the high / low of the modulation command P,
An equivalent three-phase current I is created from the current of the battery 5. This equivalent three-phase current I is supplied to the motor 6 and the motor 6 is rotationally driven.

【0007】温度センサ7は、インバータ主回路4の冷
却フィンに取り付けられており、インバータ主回路4の
スイッチング素子の温度を検出して、検出温度Tを出力
する。
The temperature sensor 7 is attached to the cooling fin of the inverter main circuit 4, detects the temperature of the switching element of the inverter main circuit 4, and outputs the detected temperature T.

【0008】温度保護装置8は、検出温度Tの値が上昇
していくと、トルクリミッタ1に設定したトルクリミッ
ト値τS の値を減少させていく。このようにしているた
め、温度上昇時には、リミットトルク指令τL ひいては
三相制御電圧指令V及び等価三相電流Iが減少し、イン
バータ主回路4でのロスを減らし、温度保護(温度低
下)を図っている。かくて、インバータ主回路4のスイ
ッチング素子等の熱破壊が防止される。
The temperature protection device 8 decreases the value of the torque limit value τ S set in the torque limiter 1 as the value of the detected temperature T increases. Because of this, when the temperature rises, the limit torque command τ L, and consequently the three-phase control voltage command V and the equivalent three-phase current I, decrease, the loss in the inverter main circuit 4 is reduced, and temperature protection (temperature decrease) is performed. I am trying. Thus, thermal destruction of the switching elements of the inverter main circuit 4 is prevented.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図2に示す従来技術で
は、温度上昇時にはトルクを絞って温度上昇を防いでい
る。しかしモータドライブ制御技術の用途によってはト
ルクを絞りたくない用途も多い。例えば、電気自動車に
適用した場合には、坂道を登っている途中でトルクが絞
られてしまうと、坂を登れずに止まってしまい具合がわ
るい。
In the prior art shown in FIG. 2, when the temperature rises, the torque is reduced to prevent the temperature rise. However, depending on the application of the motor drive control technology, there are many applications where it is not desired to reduce the torque. For example, in the case of being applied to an electric vehicle, if the torque is reduced while climbing a slope, it will not be able to climb the slope and will stop.

【0010】本発明は、上記従来技術に鑑み、スイッチ
ング素子の温度が上昇したときに、ただちにトルクを下
げることなく温度保護を行うことのできる電力変換器の
温度保護機構を提供するものである。
In view of the above-mentioned conventional technique, the present invention provides a temperature protection mechanism for a power converter that can perform temperature protection without immediately reducing the torque when the temperature of the switching element rises.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、セットされたトルクリミット値によりトルク指令
の上限値を制限して求めたリミットトルク指令を出力す
るトルクリミッタと、リミットトルク指令に応じた制御
電圧指令を求めて出力する電力変換制御部と、キャリア
信号を生成すると共にキャリア信号と制御電圧指令とを
PWM変調して変調指令を求めるPWM回路と、変調指
令に応じてスイッチング素子がオン・オフすることによ
り直流電流から等価交流電流を生成しこの等価交流電流
をモーターに供給するインバータ主回路とでなる電力変
換器において、前記スイッチング素子の温度を検出して
検出温度を出力する温度センサと、前記検出温度があら
かじめ設定した過熱温度を越えると前記キャリア信号の
周波数を設定周波数よりも下げ、前記検出温度が前記過
熱温度以下になると前記キャリア信号の周波数を設定周
波数に戻すよう制御する第1の温度保護装置と、を備え
たことを特徴とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention for solving the above problems provides a torque limiter for outputting a limit torque command obtained by limiting an upper limit value of a torque command by a set torque limit value, and a limit torque command. A power conversion control unit that obtains and outputs a corresponding control voltage command, a PWM circuit that generates a carrier signal and PWM-modulates the carrier signal and the control voltage command to obtain a modulation command, and a switching element that responds to the modulation command. A temperature that detects the temperature of the switching element and outputs the detected temperature in a power converter consisting of an inverter main circuit that generates an equivalent AC current from a DC current by turning it on and off and supplies this equivalent AC current to a motor. When the sensor and the detected temperature exceed the preset overheat temperature, the frequency of the carrier signal is set to the set frequency. Lower than, characterized in that the detected temperature with a first temperature protection device for controlling to return to the set frequency to the frequency of the carrier signal and becomes less than the overheat temperature.

【0012】また本発明は、セットされたトルクリミッ
ト値によりトルク指令の上限値を制限して求めたリミッ
トトルク指令を出力するトルクリミッタと、リミットト
ルク指令に応じた制御電圧指令を求めて出力する電力変
換制御部と、キャリア信号を生成すると共にキャリア信
号と制御電圧指令とをPWM変調して変調指令を求める
PWM回路と、変調指令に応じてスイッチング素子がオ
ン・オフすることにより直流電流から等価交流電流を生
成しこの等価交流電流をモーターに供給するインバータ
主回路とでなる電力変換器において、前記スイッチング
素子の温度を検出して検出温度を出力する温度センサ
と、保護作動指令が入力されると前記キャリア信号の周
波数を設定周波数よりも下げ、保護作動指令が入力され
なくなると前記キャリア信号の周波数を設定周波数に戻
すよう制御する第1の温度保護装置と、保護作動指令が
入力されると前記トルクリミット値を設定値よりも下
げ、保護作動指令が入力されなくなると前記トルクリミ
ット値を設定値に戻すよう制御する第2の温度保護装置
と、第1の過熱温度とこれよりも温度の高い第2の過熱
温度が設定されており、前記検出温度が第1の過熱温度
以下であるときには保護作動指令を出さず、前記検出温
度が第1の過熱温度を越えると第1の温度保護装置に保
護作動指令を送り、前記検出温度が第2の過熱温度を越
えると第1の温度保護装置及び第2の温度保護装置に保
護作動指令を送る保護方法選択部と、を備えたことを特
徴とする。
Further, according to the present invention, a torque limiter for outputting a limit torque command obtained by limiting the upper limit value of the torque command by the set torque limit value, and a control voltage command corresponding to the limit torque command are outputted. Equivalent to a DC current by a power conversion control unit, a PWM circuit that generates a carrier signal and PWM-modulates a carrier signal and a control voltage command to obtain a modulation command, and a switching element is turned on / off according to the modulation command. In a power converter including an inverter main circuit that generates an alternating current and supplies the equivalent alternating current to a motor, a temperature sensor that detects the temperature of the switching element and outputs the detected temperature, and a protection operation command are input. When the frequency of the carrier signal is lowered below the set frequency and the protection operation command is not input, the carrier signal A first temperature protection device for controlling the frequency of the signal to return to the set frequency, and when the protection operation command is input, the torque limit value is lowered below the set value, and when the protection operation command is not input, the torque limit value is reduced. A second temperature protection device for controlling the value to return to a set value, a first superheat temperature and a second superheat temperature higher than this are set, and the detected temperature is equal to or lower than the first superheat temperature. When the detected temperature exceeds the first overheat temperature, the protective operation command is sent to the first temperature protection device, and when the detected temperature exceeds the second overheat temperature, the first operation is performed. A temperature protection device and a protection method selection unit for sending a protection operation command to the second temperature protection device.

【0013】また本発明は、前記第1の温度保護装置
は、キャリア信号の周波数を設定周波数より下げたり下
げた周波数を設定周波数に戻す切り換え動作の際に、ヒ
ステリシス動作をして切り換え動作を行うことを特徴と
する。
Further, according to the present invention, the first temperature protection device performs a switching operation by performing a hysteresis operation during a switching operation of lowering the frequency of the carrier signal below the set frequency or returning the lowered frequency to the set frequency. It is characterized by

【0014】本発明では、インバータ主回路のスイッチ
ング素子の温度が上昇すると、まずPWM回路のキャリ
ア信号の周波数を下げ、それでも温度が上昇するときに
はトルクを下げるよう制御して、温度上昇を防ぐ。
In the present invention, when the temperature of the switching element of the inverter main circuit rises, the frequency of the carrier signal of the PWM circuit is first lowered, and when the temperature still rises, the torque is controlled to be lowered to prevent the temperature rise.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。なお従来技術と同一機構をはたす部分には
同一符号を付し、同一機能部の説明は簡単にする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. It should be noted that parts having the same mechanism as those in the prior art are designated by the same reference numerals, and the description of the same functional parts will be simplified.

【0016】図1に示すように本実施の形態では、トル
ク指令τは、トルクリミッタ1に設定されたトルクリミ
ット値τS により上限が制限されたリミットトルク指令
τLとなる。電力変換制御部2はリミットトルク指令τ
L に応じた三相制御電圧指令Vを出力し、PWM回路3
は三相制御電圧指令Vに応じた変調指令Pを出力する。
インバータ主回路4のスイッチング素子は変調指令Pに
応じてスイッチング動作をし、これによりバッテリー5
の直流電流から等価三相電流Iが得られる。この等価三
相電流Iがモーター6に供給されてモーター6が回転駆
動する。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the torque command τ is a limit torque command τ L whose upper limit is limited by the torque limit value τ S set in the torque limiter 1. The power conversion control unit 2 uses the limit torque command τ
The three-phase control voltage command V corresponding to L is output, and the PWM circuit 3
Outputs a modulation command P according to the three-phase control voltage command V.
The switching element of the inverter main circuit 4 performs a switching operation according to the modulation command P, whereby the battery 5
An equivalent three-phase current I is obtained from the DC current of This equivalent three-phase current I is supplied to the motor 6 and the motor 6 is rotationally driven.

【0017】前記PWM回路3は、PWM変調部3aと
キャリア信号発生部3cとで構成されている。このうち
キャリア信号発生部3cは、高周波な(設定周波数とな
っている)キャリア信号CH と低周波なキャリア信号C
L の一方を、選択的に出力する。詳細は後述するが、イ
ンバータ主回路4のスイッチング素子の温度が低いとき
には、高周波なキャリア信号CH が出力され、スイッチ
ング素子の温度が高くなってきたときには低周波なキャ
リア信号CL が出力される。
The PWM circuit 3 comprises a PWM modulator 3a and a carrier signal generator 3c. Of these, the carrier signal generator 3c is configured to generate a high frequency carrier signal C H (having a set frequency) and a low frequency carrier signal C
One of L is selectively output. Although details will be described later, when the temperature of the switching element of the inverter main circuit 4 is low, a high frequency carrier signal C H is output, and when the temperature of the switching element is high, a low frequency carrier signal C L is output. .

【0018】PWM変調部3aは、キャリア信号CH
たはキャリア信号CL を用いてPWM変調をする。この
とき、高周波なキャリア信号CH を用いたときには騒音
は低減するが、インバータ主回路4でのスイッチング損
失は大きくなる。一方、低周波なキャリア信号CL を用
いたときには、騒音(電磁音)は大きくなるが、インバ
ータ主回路4でのスイッチング損失は小さくなる。
The PWM modulator 3a performs PWM modulation using the carrier signal C H or the carrier signal C L. At this time, noise is reduced when the high-frequency carrier signal C H is used, but switching loss in the inverter main circuit 4 increases. On the other hand, when the low frequency carrier signal C L is used, the noise (electromagnetic noise) increases, but the switching loss in the inverter main circuit 4 decreases.

【0019】更に本実施例の形態では、インバータ主回
路4の温度保護を図るために、温度センサ7,保護方法
選択部10,第1の温度保護装置11及び第2の温度保
護装置12を備えている。前記温度保護装置11はヒス
テリシス部11aとキャリア信号切換部11bとで構成
されている。
Further, in this embodiment, in order to protect the temperature of the inverter main circuit 4, a temperature sensor 7, a protection method selection unit 10, a first temperature protection device 11 and a second temperature protection device 12 are provided. ing. The temperature protection device 11 comprises a hysteresis section 11a and a carrier signal switching section 11b.

【0020】このうち温度センサ7は、インバータ主回
路4の冷却フィンに取り付けられており、スイッチング
素子の温度を示す検出温度Tを出力する。なお、以下の
説明において、温度は、tLL<tL <tLH<tH となっ
ているとして説明をつづける。
Of these, the temperature sensor 7 is attached to the cooling fins of the inverter main circuit 4, and outputs the detected temperature T indicating the temperature of the switching element. In the following description, it is assumed that the temperature is t LL <t L <t LH <t H.

【0021】保護方法選択部10には、第1の過熱温度
L と第2の過熱温度tH が設定されている。そして保
護方法選択部10は、検出温度Tが第1の過熱温度tL
以下であるときには保護作動指令を出力せず、検出温度
Tが第1の過熱温度TL を越えると第1の温度保護装置
11による温度保護(後述)を開始させ、検出温度Tが
更に第2の過熱温度TH を越えると第1の温度保護装置
11による温度保護に加えて第2の温度保護装置12に
よる温度保護(後述)を開始させる。
In the protection method selection section 10, a first superheat temperature t L and a second superheat temperature t H are set. Then, the protection method selection unit 10 determines that the detected temperature T is the first overheat temperature t L.
When it is below, the protection operation command is not output, and when the detected temperature T exceeds the first overheat temperature T L , temperature protection (described later) by the first temperature protection device 11 is started, and the detected temperature T is further increased to the second value. When the overheat temperature T H is exceeded, temperature protection by the second temperature protection device 12 (described later) is started in addition to the temperature protection by the first temperature protection device 11.

【0022】即ち、インバータ主回路4のスイッチング
素子の温度が低く検出温度Tが第1の過熱温度tH より
も低いときには、第1の温度保護装置11のキャリア信
号切換部11bは、キャリア信号切換指令KH を出力
し、PWM回路3のキャリア信号発生部3cから高周波
なキャリア信号CH を出力させる。また、第2の温度保
護装置12は、トルクリミッタ1にセットしたトルクリ
ミット値τS を設定値(大きな値)に設定する。
That is, when the temperature of the switching element of the inverter main circuit 4 is low and the detected temperature T is lower than the first overheat temperature t H , the carrier signal switching unit 11b of the first temperature protection device 11 switches the carrier signal. The command K H is output and the carrier signal generator 3 c of the PWM circuit 3 outputs the high frequency carrier signal C H. In addition, the second temperature protection device 12 sets the torque limit value τ S set in the torque limiter 1 to a set value (large value).

【0023】検出温度Tが第1の過熱温度tL を越える
と、保護方法選択部10は第1の温度保護装置11に保
護作動指令を送り、この温度保護装置11による温度保
護が開始される。つまりヒステリシス部11aには、第
1の過熱温度tL よりもわずかに温度の異なるヒステリ
シス温度tLL,tLH(但しtLL<tL <tLH)が設定さ
れている。そして検出温度TがtLHよりも大きくなると
キャリア信号切換部11bからキャリア信号切換指令K
L が出力され、キャリア信号発生部3cから低周波なキ
ャリア信号CL を出力させる。また検出温度TがtLL
りも小さくなるとキャリア信号切換部11bからキャリ
ア信号切換指令KH が出力され、キャリア信号発生部3
cから高周波なキャリ信号CH を出力させる。
When the detected temperature T exceeds the first overheat temperature t L , the protection method selection section 10 sends a protection operation command to the first temperature protection device 11, and the temperature protection device 11 starts temperature protection. . That is, the hysteresis parts 11a are set with hysteresis temperatures t LL and t LH (where t LL <t L <t LH ) which are slightly different from the first overheating temperature t L. Then, when the detected temperature T becomes higher than t LH, the carrier signal switching command K is issued from the carrier signal switching unit 11b.
L is output, and the low-frequency carrier signal C L is output from the carrier signal generator 3c. When the detected temperature T becomes lower than t LL , the carrier signal switching unit 11b outputs the carrier signal switching command K H , and the carrier signal generation unit 3
A high-frequency carry signal C H is output from c.

【0024】したがって検出温度Tが第1の過熱温度t
L を越え更にヒステリシス温度tLHを越えると、高周波
なキャリ信号CH から低周波なキャリア信号CL に切り
換わる。低周波なキャリア信号CL を用いるとインバー
タ主回路4でのスイッチング損失は低下する。これによ
り、スイッチング素子の温度上昇が抑制されたり、温度
が低下する。なお、キャリア信号CL を選択していると
きにも、リミットトルク指令τL の値は変化しないの
で、モーター6の出力トルクは低下しない。また低周波
なキャリア信号CL に切り換ったときには、電磁音が高
くなるので、オペレータは、温度上昇中であることを知
ることができる。
Therefore, the detected temperature T is the first overheat temperature t.
When the temperature exceeds L and further exceeds the hysteresis temperature t LH , the high frequency carry signal C H is switched to the low frequency carrier signal C L. When the low frequency carrier signal C L is used, the switching loss in the inverter main circuit 4 is reduced. As a result, the temperature rise of the switching element is suppressed or the temperature is lowered. The value of the limit torque command τ L does not change even when the carrier signal C L is selected, so the output torque of the motor 6 does not decrease. Also, when the carrier signal C L of low frequency is switched, the electromagnetic noise becomes high, so that the operator can know that the temperature is rising.

【0025】このようにしてスイッチング素子の温度が
下がり、検出温度Tがヒステリシス温度tLLよりも小さ
くなったら、低周波なキャリア周波数CL から高周波な
キャリアCH に切り換わる。本例では、キャリア信号C
L ,CH の切り換えにヒステリシス特性を持たせている
ので、ハンチングが生じることはない。
In this way, when the temperature of the switching element is lowered and the detected temperature T becomes smaller than the hysteresis temperature t LL , the low frequency carrier frequency C L is switched to the high frequency carrier C H. In this example, the carrier signal C
L, since a hysteresis characteristic to the switching of the C H, never hunting occurs.

【0026】第1の温度保護装置11による温度保護を
動作させて低周波なキャリア信号C L を用いているにも
かかわらず検出温度Tが上昇しつづけ、検出温度Tが第
2の過熱温度tH を越えたら、保護方法選択部10は第
2の温度保護装置12にも保護作動指令を送り、この温
度保護装置12による温度保護も開始する。即ち、この
ようにT>tH となったときには、温度保護装置12
は、トルクリミッタ1にセットしたトルクリミット値τ
S の値を減少させていく。このようにトルクリミット値
τS を減少させると、リミットトルク指令τL ,三相制
御電圧指令V,等価三相電流Iの値が減少してモーター
6の出力トルクは減少するが、スイッチング素子に流れ
る電流は減少し、スイッチング素子の過熱が防止され
る。
Temperature protection by the first temperature protection device 11
Low frequency carrier signal C operated LEven when using
However, the detected temperature T continues to rise, and the detected temperature T
2 superheat temperature tHIf it exceeds, the protection method selection unit 10
A protection operation command is also sent to the temperature protection device 12 of 2
The temperature protection by the degree protection device 12 is also started. That is, this
Like T> tHTemperature protection device 12
Is the torque limit value τ set in the torque limiter 1.
SDecrease the value of. Thus the torque limit value
τSIs reduced, the limit torque command τL, Three-phase system
The value of the control voltage command V and the equivalent three-phase current I decreases and the motor
Although the output torque of 6 decreases, it flows to the switching element.
Current is reduced and overheating of the switching elements is prevented.
You.

【0027】結局、検出温度Tが第1の過熱温度tL
越える程度のとき、換言するとスイッチング素子が熱破
壊するおそれがない程度の温度範囲で過熱したときに
は、トルクを低下させることなく、キャリア信号周波数
を下げることにより発熱を抑えている。また検出温度T
が第2の過熱温度tH を越えるとき、換言するとスイッ
チング素子が熱破壊するおそれがあるほど温度が高くな
ったときにのみ、トルクを低下させて発熱を抑えてい
る。よってほとんどの場合にはトルクを低下させること
なく過熱を防止でき、熱破壊が生じるおそれがある程度
に過熱したというまれな場合にのみトルクを低下させて
安全を確保している。このため図1の回路は電気自動車
用のモータ制御回路として最適である。
After all, when the detected temperature T exceeds the first overheating temperature t L , in other words, when the switching element is overheated within a temperature range in which there is no risk of thermal destruction, the carrier is reduced without reducing the torque. Heat generation is suppressed by lowering the signal frequency. Also, the detected temperature T
Exceeds the second overheating temperature t H , in other words, only when the temperature becomes so high that the switching element may be thermally destroyed, the torque is reduced to suppress heat generation. Therefore, in most cases, overheating can be prevented without lowering the torque, and the torque is reduced only in the rare cases where overheating occurs to the extent that thermal destruction may occur to ensure safety. Therefore, the circuit of FIG. 1 is optimal as a motor control circuit for an electric vehicle.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上実施の態様と共に具体的に説明した
ように本発明によれば、検出温度が第1の過熱温度を越
えるとキャリア信号の周波数を下げることにより温度上
昇を防いでいるため、モーターの出力トルクを下げるこ
となく温度保護ができる。
As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, the temperature rise is prevented by lowering the frequency of the carrier signal when the detected temperature exceeds the first overheat temperature. The temperature can be protected without reducing the output torque of the motor.

【0029】また検出温度が第2の過熱温度を越える
と、キャリア信号の周波数を下げると共にトルクを下げ
るようにして温度上昇を防いでいるため、確実に温度上
昇を防止でき、素子が熱破壊するという重大事故が生じ
ることはなくなり安全性が向上する。
When the detected temperature exceeds the second overheat temperature, the temperature rise is prevented by lowering the frequency of the carrier signal and the torque so that the temperature rise can be surely prevented and the element is thermally destroyed. The serious accident will not occur and safety will be improved.

【0030】更にキャリア信号周波数の切り換えにヒス
テリシス特性を持たせているのでハンチングが生じるこ
となく、安定した動作ができる。
Furthermore, since the switching of the carrier signal frequency has a hysteresis characteristic, stable operation can be performed without causing hunting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トルクリミッタ 2 電力変換制御部 3 PWM回路 3a PWM変調部 3b,3c キャリア信号発生部 4 インバータ主回路 5 バッテリー 6 モーター 7 温度センサ 8 温度保護装置 10 保護方法選択部 11 第1の温度保護装置 11a ヒステリシス部 11b キャリア信号切換部 12 第2の温度保護装置 τ トルク指令 τL リミットトルク指令 V 三相制御電圧指令 P 変調指令 I 等価三相電流 T 検出温度 C,CH ,CL キャリア信号 KH ,KL キャリア信号切換指令1 torque limiter 2 power conversion control unit 3 PWM circuit 3a PWM modulation unit 3b, 3c carrier signal generation unit 4 inverter main circuit 5 battery 6 motor 7 temperature sensor 8 temperature protection device 10 protection method selection unit 11 first temperature protection device 11a Hysteresis part 11b Carrier signal switching part 12 Second temperature protection device τ Torque command τ L Limit torque command V Three-phase control voltage command P Modulation command I Equivalent three-phase current T Detection temperature C, C H , C L Carrier signal K H , K L Carrier signal switching command

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セットされたトルクリミット値によりト
ルク指令の上限値を制限して求めたリミットトルク指令
を出力するトルクリミッタと、リミットトルク指令に応
じた制御電圧指令を求めて出力する電力変換制御部と、
キャリア信号を生成すると共にキャリア信号と制御電圧
指令とをPWM変調して変調指令を求めるPWM回路
と、変調指令に応じてスイッチング素子がオン・オフす
ることにより直流電流から等価交流電流を生成しこの等
価交流電流をモーターに供給するインバータ主回路とで
なる電力変換器において、 前記スイッチング素子の温度を検出して検出温度を出力
する温度センサと、 前記検出温度があらかじめ設定した過熱温度を越えると
前記キャリア信号の周波数を設定周波数よりも下げ、前
記検出温度が前記過熱温度以下になると前記キャリア信
号の周波数を設定周波数に戻すよう制御する第1の温度
保護装置と、を備えたことを特徴とする電力変換器の温
度保護機構。
1. A torque limiter for outputting a limit torque command obtained by limiting an upper limit value of a torque command with a set torque limit value, and a power conversion control for obtaining and outputting a control voltage command according to the limit torque command. Department,
A PWM circuit that generates a carrier signal and PWM-modulates the carrier signal and a control voltage command to obtain a modulation command, and a switching element is turned on / off according to the modulation command to generate an equivalent AC current from a DC current. In a power converter including an inverter main circuit that supplies an equivalent AC current to a motor, a temperature sensor that detects the temperature of the switching element and outputs a detected temperature; and if the detected temperature exceeds a preset overheating temperature, A first temperature protection device for controlling the frequency of the carrier signal to be lower than a set frequency and controlling the frequency of the carrier signal to return to the set frequency when the detected temperature becomes equal to or lower than the overheat temperature. Power converter temperature protection mechanism.
【請求項2】 セットされたトルクリミット値によりト
ルク指令の上限値を制限して求めたリミットトルク指令
を出力するトルクリミッタと、リミットトルク指令に応
じた制御電圧指令を求めて出力する電力変換制御部と、
キャリア信号を生成すると共にキャリア信号と制御電圧
指令とをPWM変調して変調指令を求めるPWM回路
と、変調指令に応じてスイッチング素子がオン・オフす
ることにより直流電流から等価交流電流を生成しこの等
価交流電流をモーターに供給するインバータ主回路とで
なる電力変換器において、 前記スイッチング素子の温度を検出して検出温度を出力
する温度センサと、 保護作動指令が入力されると前記キャリア信号の周波数
を設定周波数よりも下げ、保護作動指令が入力されなく
なると前記キャリア信号の周波数を設定周波数に戻すよ
う制御する第1の温度保護装置と、 保護作動指令が入力されると前記トルクリミット値を設
定値よりも下げ、保護作動指令が入力されなくなると前
記トルクリミット値を設定値に戻すよう制御する第2の
温度保護装置と、 第1の過熱温度とこれよりも温度の高い第2の過熱温度
が設定されており、前記検出温度が第1の過熱温度以下
であるときには保護作動指令を出さず、前記検出温度が
第1の過熱温度を越えると第1の温度保護装置に保護作
動指令を送り、前記検出温度が第2の過熱温度を越える
と第1の温度保護装置及び第2の温度保護装置に保護作
動指令を送る保護方法選択部と、を備えたことを特徴と
する電力変換器の温度保護機構。
2. A torque limiter for outputting a limit torque command obtained by limiting the upper limit value of the torque command by the set torque limit value, and a power conversion control for obtaining and outputting a control voltage command according to the limit torque command. Department,
A PWM circuit that generates a carrier signal and PWM-modulates the carrier signal and a control voltage command to obtain a modulation command, and a switching element is turned on / off according to the modulation command to generate an equivalent AC current from a DC current. In a power converter consisting of an inverter main circuit that supplies an equivalent AC current to a motor, a temperature sensor that detects the temperature of the switching element and outputs the detected temperature, and a frequency of the carrier signal when a protection operation command is input. Lower than the set frequency, and when the protection operation command is no longer input, the first temperature protection device that controls the frequency of the carrier signal to return to the set frequency; and when the protection operation command is input, the torque limit value is set. If the protection operation command is not input, the torque limit value will be returned to the set value. A second temperature protection device, a first overheat temperature and a second overheat temperature higher than the first overheat temperature are set. When the detected temperature is equal to or lower than the first overheat temperature, the protection operation command is not issued. When the detected temperature exceeds the first overheat temperature, a protection operation command is sent to the first temperature protection device, and when the detected temperature exceeds the second overheat temperature, the first temperature protection device and the second temperature protection device. A temperature protection mechanism for a power converter, comprising: a protection method selection unit that sends a protection operation command to the device.
【請求項3】 前記第1の温度保護装置は、キャリア信
号の周波数を設定周波数より下げたり下げた周波数を設
定周波数に戻す切り換え動作の際に、ヒステリシス動作
をして切り換え動作を行うことを特徴とする請求項1ま
たは請求項2の電力変換器の温度保護機構。
3. The first temperature protection device performs a switching operation by performing a hysteresis operation during a switching operation of lowering the frequency of a carrier signal below a set frequency or returning the lowered frequency to the set frequency. The temperature protection mechanism of the power converter according to claim 1 or 2.
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