KR20180016496A - 전력 변환 장치 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전력 변환 장치 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 Download PDF

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시게히사 아오야기
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히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 복수의 인버터를 독립 또는 병렬로 모터에 접속하는 전력 변환 장치에 있어서, 고정밀도로 직류 전류를 검출해서 교류 전류를 재현함으로써, 고성능 모터의 구동 제어를 실현하는 것이다. 본 발명은, 제1 전류 검출부 (a)가 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간(T1)은, 적어도 제2 인버터를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프 전환 타이밍과 중복되지 않도록 제어되는 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는, 제1 전류 검출부가 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간(T1)은, 제2 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간(T3, T4)과 중복되지 않도록 제어된다.

Description

전력 변환 장치 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치
본 발명은 병렬 접속한 복수대의 전력 변환 장치 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
인버터 등의 전력 변환 장치는, 다상의 회전 전기(電機)의 전류를 PWM(펄스폭 변조)에 의해 제어한다. 회전 전기가 삼상 모터인 경우에는, 삼상의 권선에 각각 인가하는 전압 명령값과 PWM의 기준이 되는 캐리어 신호를 비교하여, 삼상 인버터의 스위칭 소자의 온과 오프를 전환함으로써, 삼상의 권선 전류가 제어된다. 삼상 모터의 출력 토크 및 회전 속도는, 삼상의 권선 전류에 의해, 원하는 값으로 제어된다.
권선 전류의 제어에는, 실제로 흐르는 전류를 검출해서 전류 검출값을 피드백하여, 원하는 값인 전류 명령값에 추종시키는 전류 제어가 중요해진다. 전류의 검출에는, 모터로 흐르는 삼상 전류를 검출하는 ACCT 등의 전류 검출기가 사용된다. 전류 검출기는, 탑재 용적이나 비용의 증가를 초래하는 등의 과제가 있으며, 그들을 해결하는 방법으로서 인버터의 직류측에 설치되어 있는 션트 저항을 흐르는 전류를 검출함으로써, 모터로 흐르는 삼상 전류로서 검출하는 공지된 기술이 있다.
모터로 흐르는 권선 전류는, 인버터의 스위칭 소자의 온과 오프의 상태에 따라, 펄스 형상의 전류로서, 션트 저항으로 흐른다. 그 펄스 형상의 션트 전류를, 모터의 권선 전류로서 검출한다. 여기서, 펄스 형상의 션트 전류에는, 스위칭 소자의 온과 오프에 수반하는 링잉이 발생한다. 정확한 전류값을 검출하기 위해서는, 이 링잉이 발생하고 있는 기간을 피할 필요가 있다.
여기서, 삼상 인버터를 복수 병렬로 접속한 구성으로 하면, 인버터의 전류 용량을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 삼상 모터의 권선과 삼상 인버터를 1 대 1로 접속한 조합을 1계통으로 해서, 2계통 이상의 구성으로 하면, 1계통이 고장나도 다른 계통이 동작을 계속할 수 있다. 어느 구성에서도, 각각의 인버터의 출력을 제어할 필요가 있기 때문에, 각각의 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기가 필요하게 되어, 인버터의 수가 증가하면 전류 검출기의 수도 증가한다. 그래서, 각각의 인버터의 션트 전류를 검출함으로써, 전류 검출기의 수를 최소화할 수 있다.
특허문헌 1에 기재된 종래예 1은, 1조의 삼상 인버터와 삼상 모터를 1계통으로 해서, 그것을 2계통 구비한 전력 변환 장치에 있어서, 인버터의 직류 전원과 병렬로 접속된 콘덴서의 리플 전류를 저감하는 과제가 나타나 있다. 이 해결 수단으로서, 콘덴서의 충방전 기간을 어긋나게 함으로써, 리플 전류를 저감하는 방법에 대해서 설명하고 있다.
일본특허공개 제2012-50252호 공보
특허문헌 1에서는, 인버터의 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍을 계통 사이에서 어긋나게 함으로써, 콘덴서의 충방전 기간을 어긋나게 하여 리플 전류를 저감하는 방법에 대해서 개시되어 있다. 그러나, 션트 전류의 검출 방법에 관한 개시는 이루어져 있지 않다.
펄스 형상의 션트 전류를 검출하기 위해서는, 스위칭 소자의 온과 오프에 수반하는 링잉의 발생 기간을 피할 필요가 있다. 그러나, 전압 명령값의 진폭이 작은 저속도나 소토크의 조건으로는, 충분한 펄스폭을 확보할 수 없기 때문에, 링잉의 발생 기간의 폭에 대하여, 션트 전류의 펄스폭이 작아, 전류를 정확하게 검출할 수 없다. 이를 피하기 위해, 전압 명령값에 고조파를 중첩해서 션트 전류의 펄스폭을 확장하여, 전류의 검출을 가능하게 하는 펄스 시프트라고 불리는 방법이 있다.
펄스 시프트에서는, 션트 전류를 링잉의 발생 기간의 영향을 피할 수 있는 펄스폭으로 되도록 설정한다. 이 펄스폭을 「션트 전류 검출 시간」이라고 칭한다. 고조파의 중첩량을 억제하기 위해서는, 이 션트 전류 검출 시간 내에서 링잉이 정정(整定)하여, 전류값의 샘플링 시간을 확보할 수 있는 최소량으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 링잉의 발생은, 인버터의 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍에 기인하고 있지만, 삼상 인버터와 삼상 모터로 조합하는 계통이 복수가 되면, 이들의 설정이 곤란해진다. 일례로서, 2계통의 삼상 인버터와 삼상 모터에 있어서, 다른 계통의 삼상 인버터를 동기해서 구동하는 경우를 생각한다.
동기시키는 2계통 인버터에 있어서, 전압 명령값과 PWM의 캐리어 신호를 일치시키면, 션트 전류의 펄스폭도 일치한다. 그러나, 소자의 온 딜레이나 오프 딜레이와 같은 지연 시간이 소자마다 편차를 갖고 있어, 인버터의 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍에 어긋남을 발생시킨다. 이로 인해, 션트 전류를 검출하기 위해서는, 이들 편차에 의한 지연 요소를 고려한 여분의 시간을 더한 펄스폭으로 설정해야 한다. 또한, 2계통 인버터를 비동기로 구동하는 경우에 대해서는, 1계통의 션트 전류 검출 시간 내에, 타계통의 스위칭 소자를 온이나 오프해 버리면, 링잉의 영향에 의해, 정확한 전류 검출을 할 수 없게 된다.
상술한 과제를 감안하여, 본 발명에 따른 전력 변환 장치는, 제1 인버터와, 상기 제1 인버터와는 다른 제2 인버터와, 상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 제1 전류 검출부와, 상기 제2 인버터의 직류 전류를 검출하는 제2 전류 검출부와, 상기 제1 전류 검출부 또는 상기 제2 전류 검출부가 검출한 전류에 기초하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 구동을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제1 전류 검출부가 상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 적어도 상기 제2 인버터를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프 전환 타이밍과 중복되지 않도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전력 변환 장치의 직류 입력 전류를 고정밀도로 검출함으로써 교류 출력 전류를 고정밀도로 제어할 수 있게 되어, 회전 전기의 출력 토크 및 회전 속도를 고응답 또한 고정밀도로 제어하는 것을 가능하게 한다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 2는 삼상 인버터의 회로도이다.
도 3은 펄스 시프트 전후의 션트 전류 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 2계통 인버터에 있어서의 션트 전류 검출의 과제를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 2계통 인버터의 각 션트 전류 파형을 도시하는 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 7은 1계통 인버터의 구동 신호와 션트 전류 파형의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 제3 실시 형태에 있어서의 2계통 인버터의 각 션트 전류 파형을 도시하는 도면이다.
도 9는 제4 실시 형태에 있어서의 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 10은 제5 실시 형태인 전동 파워 스티어링 장치의 구성도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 전력 변환 장치의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 요소에 대해서는 동일한 부호를 기재하고, 중복된 설명은 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1에, 제1 실시 형태에 있어서의 구동 장치의 구성도를 나타낸다. 본 실시예의 구동 장치는, 서로 독립된 제1 권선(11)과 제2 권선을 갖는 모터(1)와, 제1 권선(11)에 접속되는 제1 인버터(21)와, 제2 권선(12)에 접속되는 제2 인버터(22)와, 제1 인버터(21) 및 제2 인버터(22)의 구동을 제어하는 제어부(3)와, 제1 인버터(21) 및 제2 인버터(22)에 접속되는 직류 전원(4)을 구비한다.
모터(1)에 있어서, 제1 권선(11)과 제2 권선(12)은, 고정자를 개재해서 1개의 회전자를 공유하는 자기 회로를 구성하고 있다. 제어부(3)는, 제1 인버터(21)에 구동 신호(31)를 출력하고, 제2 인버터(22)에 구동 신호(32)를 출력한다. 직류 전원(4)은, 직류 출력을 얻을 수 있는 전지여도 되고, 직류 출력의 변동을 억제하는 평활용 콘덴서를 포함하는 경우도 있다.
직류 전원(4)과 제1 인버터(21) 사이에는, 제1 전류 검출부(41)가 접속된다. 또한, 직류 전원(4)과 제2 인버터(22) 사이에는, 제2 전류 검출부(42)가 접속된다. 제1 전류 검출부(41) 및 제2 전류 검출부(42)의 출력은, 제어부(3)에 입력된다. 제1 전류 검출부(41) 및 제2 전류 검출부(42)는, 션트 저항이나 직류 전류를 검출하는 DCCT 등의 전류 검출기로 구성된다.
도 2는 삼상 인버터의 회로도이다. 도 2에 도시하는 삼상 인버터(2)는, 제1 인버터(21) 및 제2 인버터(22)의 회로 구성을 나타내고 있다. 삼상 인버터(2)는, IGBT나 MOSFET 등의 스위칭 소자를 삼상 브리지 접속함으로써 구성된다. 삼상 인버터(2)의 직류측 단자를 P 단자 및 N 단자라 하고, 교류측 단자를 U 단자, V 단자, W 단자라 한다.
삼상 인버터(2)는, 스위칭 소자 Sup 및 Sun이 직렬로 접속된 U상 아암과, 스위칭 소자 Svp 및 Svn이 직렬로 접속된 V상 아암과, 스위칭 소자 Swp 및 Swn이 직렬로 접속된 W상 아암을 갖는다. U 단자는, Sup와 Sun의 접속점에 접속된다. V 단자는, Svp와 Svn의 접속점에 접속된다. W 단자는, Swp와 Swn의 접속점에 접속된다.
제1 인버터(21)의 P, N 단자는, 제1 전류 검출부(41)를 통해서 직류 전원(4)에 접속된다. 제2 인버터(22)의 P, N 단자는, 제2 전류 검출부(42)를 통해서 직류 전원(4)에 접속된다. 제1 인버터(21)의 U, V, W 단자는, 제1 권선(11)에 접속된다. 제2 인버터(22)의 U, V, W 단자는, 제2 권선(12)에 접속된다.
도 3은 펄스 시프트 전후의 션트 전류 파형을 설명하기 위한 도면이다. 삼상 전압 명령값의 순간값을 그 크기의 순으로 배열하여, 최대가 되는 상을 전압 최대상, 두번째로 큰 상을 전압 중간상, 세번째로 큰 상을 전압 최소상으로 부르기로 한다. 이후, 전압 최대상을 R상, 전압 중간상을 S상, 전압 최소상을 T상으로 표기한다.
도 3에 있어서, 파선으로 나타나는 삼상 전압 명령값은, 펄스 시프트 전의 값이고, 실선으로 나타나는 삼상 전압 명령값은, 펄스 시프트 후의 값이다. 여기에서는, 전압 최대상과 전압 중간상의 전압차 및 전압 중간상과 전압 최소상의 전압차가, 충분한 션트 전류 검출 기간을 얻는 데 필요한 제1 소정값에 충분하지 못한 경우를 생각한다. 도 3에 있어서, 파선으로 나타나는 보정 전의 삼상 전압 명령값은, 전압 최대상(R상)과 전압 중간상(S상)의 전압차 및 전압 중간상(S상)과 전압 최소상(T상)의 전압차가, 제1 소정값보다 작다. 이때, 도 3에 있어서 계단 형상으로 나타나는 보정 전 션트 전류의 펄스폭은, 소정의 션트 전류 검출 기간 미만이다.
그래서, 도 3에 있어서 실선으로 나타나는 삼상 전압 명령값과 같이, 즉 전압 최대상(R상)과 전압 중간상(S상)의 전압차 및 전압 중간상(S상)과 전압 최소상(T상)의 전압차가, 제1 소정값이 되도록, 전압 명령값에 보정량을 더한다. 이에 의해, 보정 후 션트 전류의 펄스폭은, 션트 전류 검출 기간이 된다. 션트 전류 검출 기간을 확보할 수 있으면, 링잉의 정정을 기다려서 션트 전류를 검출할 수 있고, 검출한 전류 ISHT1은 R상의 상 전류 I(R)이 된다. 전압 최소상의 T상에 대해서도 마찬가지로, 전압 명령값의 보정에 의해 검출한 션트 전류 ISHT2가, T상의 상전류 I(T)가 된다. 검출한 I(R)과 I(T)로부터 식 (1)로부터 I(S)를 얻음으로써, 삼상 전류를 구한다.
Figure pct00001
여기서, 보정량을 더하면, 본래의 전압 명령값과는 다른 전압이 인가되게 된다. 그래서, 가산분을 전압 명령값으로부터 감산함으로써, 보정 후의 전압 명령값의 평균값이 보정 전 전압과 일치시켜서, 인가 전압을 원하는 전압 명령값과 같게 한다. 도 3에서는, 보정량을 가산한 캐리어 반주기의 전후 반주기에 2분의 1씩 분배해서 감산하고 있다. 감산은, 보정 후의 전압 명령값의 평균값이 보정 전의 전압 명령값과 일치하면 되고, 캐리어 반주기마다 가산과 감산을 반복해도 된다. 이와 같이, 도 3으로부터, 보정량은 전압 명령값에 대한 고조파 성분으로 되어 있다. 고조파이기 때문에, 중첩되는 주파수에 따라서는 전자 소음이 된다. 이것에는, 중첩량을 최소로 억제함으로써 정음성을 유지할 필요가 있다.
도 4는 2계통의 삼상 인버터에 있어서의 션트 전류 검출의 과제를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 4의 (a)와 도 4의 (b)를 사용하여, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)를 동기해서 구동한 경우의 션트 전류 파형을 설명한다. 도 4의 (a)는 제1 인버터(21)의 션트 전류 파형이고, 도 4의 (b)는 제2 인버터(22)의 션트 전류 파형이다. 도 4에 있어서는, 캐리어 주기 Tc의 1/2 기간에서, 션트 전류의 검출 기간만을 도시하고 있다.
도 4의 (a)는, 제1 인버터(21)의 션트 전류의 펄스폭을 션트 전류 검출 기간 Tsht1의 시간에 확보하고, I1(R)과 I1(T)를 검출한다. 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)의 션트 전류의 상승에 대한 지연 시간을 Tdelay로 해서, 제2 인버터(22)의 션트 전류에 대해서 나타내고 있다. 도 4의 (a)와 도 4의 (b)의 션트 전류는, 제1 인버터의 Tsht1 기간과 제2 인버터의 Tsht1 기간이 Tdelay 어긋남으로써, 제1 인버터의 I1(T) 및 제2 인버터의 I2(R)과 I2(T)가 검출 불가가 된다.
이 문제를 해결하기 위해서, Tdelay분을 Tsht1에 가산한 Tsht2의 션트 전류 검출 기간을 다시 식 (2)로 정의한다.
Figure pct00002
도 4의 (c)는, Tsht2를 확보한 제1 인버터(21)의 션트 전류 파형을 나타내고, 도 4의 (d)는, Tsht2를 확보한 제2 인버터(22)의 션트 전류 파형을 나타낸다. 특히, 제2 인버터(22)의 션트 전류는, 도 4의 (d)에 나타내는 Tsht1을 확보한 타이밍에 검출함으로써, 링잉의 영향을 받지 않는 션트 전류의 검출이 가능해진다. 그러나, 이 방법은, Tsht1보다 장황한 Tsht2의 보정량을 필요로 하기 때문에, Tsht1로 하는 것보다 전자 소음이 증가하는 문제가 있다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 2계통 인버터의 각 션트 전류 파형을 나타낸다. 도 5의 (a)에 제1 인버터(21)의 션트 전류 파형을, 도 5의 (b)에 제2 인버터(22)의 션트 전류 파형을 나타낸다. 도 5의 (a)의 션트 전류의 검출 기간을 T1이라 하고, T1 이외의 션트 전류의 통류 기간을 T2라 한다. 마찬가지로 하여, 도 5의 (b)의 션트 전류의 검출 기간을 T3이라 하고, T3 이외의 션트 전류의 통류 기간을 T4라 한다.
제1 인버터(21)의 T1과 T2의 조합은, 션트 전류의 검출을 위해서 펄스폭을 넓히는 T1에 대하여, 전압 명령값의 평균값을 일치시키기 위해서 펄스폭을 축소하는 T2가 쌍으로 된다. 캐리어 주기 후반의 반주기 Tc/2에서는 T1이 넓어지는 만큼, 전반의 반주기에 있어서 T2가 줄어들고 있어, 이러한 점에서 션트 전류가 통류하지 않는 기간을 확보할 수 있다.
그리고, 제2 인버터(22)의 T3과 T4의 션트 전류는, 제1 인버터(21)의 T1 및T2와 중복되지 않는 기간에, 통류시킨다. 보다 구체적으로는, 캐리어 주기 전반의 반주기에 있어서, 펄스폭이 축소한 T2에 대하여, 제2 인버터(22)의 션트 전류를 검출하는 T3을 조합한다. 캐리어 주기 후반의 반주기에 있어서는, 펄스폭을 넓힌 T1에 대하여, 펄스폭을 줄인 T4를 조합한다.
이에 의해, 션트 전류를 검출하는 기간 T1과 T3에 대하여, 전류의 검출을 저해하는 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍을 어긋나게 할 수 있어, 정확한 전류값을 검출할 수 있다. 또한, 그에 의해, 보정량을 최소로 할 수 있어, 전자 소음의 증가를 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 6은 제2 실시 형태에 따른 구동 장치의 구성이다. 도 6은 도 1의 구성에 대하여, 전류 검출부(40)를 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)에서 공통화한 구성이다. 본 구성에서는, 션트 저항 등으로 구성되는 전류 검출부(40)에, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 교류 전류가 펄스 형상으로 되어 흐른다. 도 4에 도시하는 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍에서는, 션트 전류의 진폭은 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 전류의 합산값으로 되어, 분리 불가능해진다. 그러나, 도 5에 도시하는 시간적으로 분할하는 스위칭 소자의 온과 오프의 타이밍에서는, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 전류는 다른 타이밍에 통류하기 때문에, 합산값으로 되지 않고 분리 가능하다. 이 특성을 이용함으로써, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 전류를 공통의 전류 검출부(40)로부터 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 의해, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)에 개별로 필요하게 되는 션트 저항 등의 전류 검출부를, 전류 검출부(40)로서 공통화할 수 있어, 부품 개수의 삭감에 의한 저비용화, 패턴과 부품 설치 면적의 삭감에 의한 소형화가 가능해진다.
(제3 실시 형태)
도 7은 어떤 계통의 인버터 구동 신호와 션트 전류 파형의 관계를 도시하는 도면이다. 도 7은 U상이 전압 최대상(R상), V상이 전압 중간상(S상), W상이 전압 최소상(T상)으로 되는 순간에 있어서의, 스위칭 소자 Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn의 온과 오프 상태를 나타내고 있다. 도 7 중에 있어서, "1"은 온을, "0"은 오프를 나타내고 있다.
도 1 또는 도 6의 회로 구성에 있어서, 인버터를 구성하는 스위칭 소자의 전환은, 구동 신호(31) 또는 구동 신호(32)에 의해 행해진다. 상부 아암 Sup, Svp, Swp가 오프으로부터 온으로 전환되는 경우에는, 각각 쌍의 하부 아암 Sun, Svn, Swn이 온으로부터 오프로 전환된다. 이때의 온과 오프의 전환을 에지라 한다. 션트 전류의 펄스 전류에 대한 에지 타이밍은, 도 7의 최하단에 나타내는 최대상 에지, 중간상 에지, 최소상 에지가 된다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 2계통 인버터의 각 션트 전류 파형을 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서는, 션트 전류를 검출하는 타이밍과, 에지 타이밍을 모두 도시하고 있다. 도 8의 (a)는, 제1 인버터(21)의 션트 전류 파형이고, 도 8의 (b)는, 제2 인버터(22)의 션트 전류 파형이다.
도 8에 있어서, 에지 타이밍은, 발생 타이밍이 빠른 순으로, 최대상 에지, 중간상 에지, 최소상 에지이다. 션트 전류의 검출에는, 션트 전류 검출 기간 Tsht1이 필요하며, 이 기간에 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 에지 타이밍을 발생시키지 않는 것이 긴요하다. 그래서, 에지 타이밍 중, 이웃이 되는 2개로부터 발생 타이밍이 느린 쪽으로부터 빠른 쪽을 향해서, 션트 전류 검출 기간 Tsht1을 확보한다. 도 8에서는, 제1 인버터(21)의 에지 타이밍 중, 중간상 에지로부터 최대상 에지까지의 기간을 Tedge1, 최소상 에지로부터 중간상 에지까지의 기간을 Tedge2라 한다. 마찬가지로, 제2 인버터(22)에 있어서, Tedge3과 Tedge4를 정의한다. 이 Tedge1로부터 Tedge4까지의 기간 내에, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)의 상호의 에지 타이밍을 발생시키지 않음으로써, 션트 전류를 정확하게 검출하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태로 함으로써, 션트 전류 검출 기간 Tsht1에 대한 계통간의 간섭을 피할 수 있어, 정확한 전류값의 취득 나아가서는 고성능 전력 변환 장치의 제어가 가능해진다.
(제4 실시 형태)
도 9는 제4 실시 형태에 있어서의 구동 장치의 구성도이다. 도 9는 도 1에 도시하는 제1 실시 형태의 모터(1)의 제1 권선(11)을 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)에서 공유하는 구성이다. 이 구성으로 함으로써, 제1 인버터(21)와 제2 인버터(22)는 병렬 접속되고, 인버터의 전류 용량을 합산해서 2배로 할 수 있다.
제1 인버터(21)의 삼상 교류 출력은 제1 전류 검출부(41)에서 검출되고, 제2 인버터(22)의 삼상 교류 출력은 제2 전류 검출부(42)에서 검출된다.
(제5 실시 형태)
도 10은 제5 실시 형태인 전동 파워 스티어링 장치의 구성도이다. 전동 파워 스티어링 장치는, 스티어링 휠(201)을 조작함으로써, 토크 센서(202)와 스티어링 어시스트 기구(203)를 통해서, 스티어링 기구(204)를 가동시키고, 타이어(205)의 방향을 전타하여, 차량의 진행 방향을 조타한다. 스티어링 어시스트 기구(203)는, 스티어링 휠(201)의 수동에 의한 조타력과, 구동 장치(100)에서 얻어지는 전동 어시스트에 의한 조타력과의 합력으로, 스티어링 기구(204)를 가동하는 조타력을 출력하고 있다. 구동 장치(100)는 토크 센서(202)에서 얻어지는 출력으로부터, 전력 변환 장치(101)가, 수동의 조타력의 부족분을 구하여 전동 어시스트의 조타력으로서 모터(102)를 구동한다.
도 10에 있어서의 모터(102)는, 도 1, 도 6, 도 9 등에 있어서의 모터(1)에 대응한다. 또한, 도 10에 있어서의 전력 변환 장치(101)는 도 1, 도 6, 도 9 등에 있어서의 인버터부나 제어부에 대응한다.
본 실시 형태에서는, 전력 변환 장치(101)의 션트 전류의 검출값을 정확하게 검출함으로써, 모터(102)를 고성능으로 구동하고, 결과적으로 스티어링 휠(201)의 조작량에 대한 전동 어시스트의 조타력을 원활하게 발생시키는 것이 가능해진다.
1 : 모터
11 : 제1 권선
12 : 제2 권선
2 : 삼상 인버터
21 : 제1 인버터
22 : 제2 인버터
3 : 제어부
31 : 구동 신호
32 : 구동 신호
4 : 직류 전원
40 : 전류 검출부
41 : 제1 전류 검출부
42 : 제2 전류 검출부
100 : 구동 장치
101 : 전력 변환 장치
102 : 모터
201 : 스티어링 휠
202 : 토크 센서
203 : 스티어링 어시스트 기구
204 : 스티어링 기구
205 : 타이어

Claims (10)

  1. 제1 인버터와,
    상기 제1 인버터와는 다른 제2 인버터와,
    상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 제1 전류 검출부와,
    상기 제2 인버터의 직류 전류를 검출하는 제2 전류 검출부와,
    상기 제1 전류 검출부 또는 상기 제2 전류 검출부가 검출한 전류에 기초하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 구동을 제어하는 제어부를 구비한 전력 변환 장치이며,
    상기 제1 전류 검출부가 상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 적어도 상기 제2 인버터를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프 전환 타이밍과 중복되지 않도록 제어되는 전력 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 캐리어 반주기 중에 상기 제1 전류 검출부를 흐르는 전류의 통류 기간이, 상기 제1 전류 검출부가 당해 전류를 검출하는 데 필요한 기간 이상으로 되도록, 상기 제1 인버터의 구동을 제어하고,
    상기 제1 전류 검출부에 있어서의 상기 소정의 전류 검출 기간은, 상기 전류를 검출하는 데 필요한 기간인 전력 변환 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전류 검출부가 상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 상기 제2 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간과 중복되지 않도록 제어되는 전력 변환 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전류 검출부가 상기 제2 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 적어도 상기 제1 인버터를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프 전환 타이밍과 중복되지 않도록 제어되는 전력 변환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 캐리어 반주기 중에 상기 제2 전류 검출부를 흐르는 전류의 통류 기간이, 상기 제2 전류 검출부가 당해 전류를 검출하는 데 필요한 기간 이상으로 되도록, 상기 제2 인버터의 구동을 제어하고,
    상기 제2 전류 검출부에 있어서의 상기 소정의 전류 검출 기간은, 상기 전류를 검출하는 데 필요한 기간인 전력 변환 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2 전류 검출부가 상기 제2 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 상기 제1 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간과 중복되지 않도록 제어되는 전력 변환 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    캐리어 주기를 반주기씩, 제1 기간과 제2 기간으로 나눈 경우,
    상기 제어부는, 상기 제1 기간 내에 있어서 상기 제1 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간보다, 상기 제2 기간 내에 있어서 상기 제1 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간 쪽이 길어지도록, 상기 제1 인버터의 구동을 제어하고,
    추가로, 상기 제어는, 상기 제1 기간 내에 있어서 상기 제2 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간보다, 상기 제2 기간 내에 있어서 상기 제2 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간 쪽이 짧아지도록, 상기 제2 인버터의 구동을 제어하는 전력 변환 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 검출부로서 기능함과 함께, 상기 제2 전류 검출부로서 기능하는 하나의 전류 검출부를 구비하고,
    상기 전류 검출부가 상기 제1 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 상기 제2 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간과 중복되지 않도록 제어되고,
    상기 전류 검출부가 상기 제2 인버터의 직류 전류를 검출하는 소정의 전류 검출 기간은, 상기 제1 전류 검출부로 전류가 흐르는 기간과 중복되지 않도록 제어되는 전력 변환 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 인버터는, 회전 전기의 제1 권선에 접속되고,
    상기 제2 인버터는, 상기 회전 전기의 상기 제1 권선과는 독립적으로 설치된 제2 권선에 접속되고,
    상기 제1 인버터의 출력은, 상기 제2 인버터의 출력과는 독립해서 제어되는 전력 변환 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치에 의해 출력이 제어되고, 당해 출력에 의해 조타를 보조하는 회전 전기(電機)를 구비한 전동 파워 스티어링 장치.

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