WO2019207752A1 - 回転機電力変換装置 - Google Patents

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WO2019207752A1
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current control
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rotating machine
unit
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貴文 市川
金原　義彦
和田　典之
晃太郎 中野
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • This application relates to a rotating machine power conversion device that drives and controls a three-phase AC rotating machine.
  • an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle using a three-phase AC rotating machine as a driving force source is known, and in this electric vehicle, the three-phase AC rotating machine is driven by driving while driving. Torque is generated and regenerative braking torque is generated by regenerative operation of the three-phase AC rotating machine during braking.
  • the drive system of the electrified vehicle includes a DC power source composed of a secondary battery such as a lithium ion battery, a capacitor and a plurality of semiconductor switches (switching elements), and power conversion means connected to the DC power source, It comprises a three-phase AC rotating machine connected as a load to the power conversion means.
  • the power conversion means converts the DC power of the DC power source to a predetermined AC power by turning on and off a plurality of semiconductor switches at a predetermined switching frequency, and the torque and rotational speed of the three-phase AC rotating machine as a load. Adjust.
  • the three-phase AC rotating machine operates as a generator depending on the operating condition, and charges the DC power source with regenerative power generated by power generation.
  • An efficient permanent magnet three-phase synchronous motor is often used as a three-phase AC rotating machine applied to an electric vehicle.
  • the power conversion means includes a three-phase (three sets) series circuit in which an upper switching element and a lower switching element are connected in series, in parallel with a DC power source.
  • the midpoint of each of the three-phase series circuits and the respective windings of the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase synchronous motor are connected.
  • AC power different in phase by 120 degrees is supplied to each phase of the three-phase synchronous motor to drive the three-phase synchronous motor.
  • the three-phase AC rotating machine refers to a three-phase synchronous motor.
  • Patent Document 1 Even when one phase of the power conversion means configured by the switching element of the rotating machine power conversion device has an off failure, a technique for continuously operating the rotating machine power conversion device has already been disclosed (for example, Patent Document 1). Patent Document 2).
  • Patent Document 1 introduces a rotating machine power conversion device that can continue operation without adding a switching element even when one phase of the switching element has an off failure, and this rotating machine power conversion device is used as an electric brake device. It is applied to.
  • Patent Document 2 proposes a current control method for forming a phase current command value according to a phase where an off-failure has occurred in the power conversion means, and is applied to electric power steering.
  • the present application discloses a technique for solving the above-described problem, and a rotating machine that continues operation even when one phase of a power conversion unit configured by a switching element of a rotating machine power conversion device has an off-failure. It aims at obtaining a power converter device.
  • the rotating machine power conversion device disclosed in the present application is provided between a three-phase AC rotating machine and a DC power supply, and includes a three-phase series circuit in which an upper switching element and a lower switching element are connected in series. Power conversion means connected in parallel with the DC power source and connected between the upper-stage switching element and the lower-stage switching element in each of the series circuits is connected to each phase winding of the three-phase AC rotating machine.
  • a rotating machine power conversion device that converts DC power from a DC power source into AC power, the rotating speed calculating means for calculating the rotating speed of the three-phase AC rotating machine, and the abnormality of the one-phase off failure of the power converting means And a current control means for determining a phase voltage command value to the power conversion means.
  • the current control means includes a normal current control unit used when the power conversion means is normal, and the power conversion means. At the time of abnormality Select the normal / abnormal current control unit to switch between the normal current control unit and the abnormal current control unit according to the determination result of the abnormality determination unit And when the calculation result of the rotation speed calculation means is smaller than a predetermined rotation speed that is determined in advance, the calculation result of the abnormal current control section and the rotation speed calculation means that is used when the calculation result is lower than the predetermined rotation speed An abnormal-time current control unit / power conversion stop unit selection unit that switches a power conversion stop unit to be used when it is large is provided.
  • the abnormal current control unit when a one-phase off failure occurs in the power conversion means and abnormality is determined, the abnormal current control unit is used.
  • the abnormal current control unit By using the abnormal current control unit only in the controllable rotation speed region, it is possible to continue the operation in the rotation speed region where the operation can be continued.
  • FIG. 1 It is the schematic which shows the rotary machine power converter device by Embodiment 1, and a three-phase alternating current rotary machine. It is a figure which shows the operation
  • FIG. 2 It is the schematic which shows the rotary electric power converter by Embodiment 2, and a three-phase alternating current rotary machine. It is a figure which shows the operation
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a rotating machine power conversion device 1 and a three-phase AC rotating machine 2 according to the first embodiment.
  • the rotating machine power conversion device 1 is connected between a three-phase AC rotating machine 2 and a DC power supply 3, converts DC power from the DC power supply 3 into AC power, and supplies the three-phase AC rotating machine 2 with power.
  • a power conversion means 5 for converting DC power from the DC power supply 3 into AC power for the three-phase AC rotating machine 2, a current detection means 4 for detecting a phase current flowing through the three-phase AC rotating machine 2, Rotational speed calculation means 6 for calculating the rotational speed from the rotating machine angle from the three-phase AC rotating machine 2, current control means 8 for outputting a phase voltage command or a power conversion stop command to the power conversion means 5, and power conversion means 5
  • This is constituted by an abnormality determination means 7 for detecting and determining a one-phase off failure and determining an abnormality.
  • the power conversion means 5 includes a three-phase series circuit in which an upper switching element and a lower switching element are connected in series, and is connected in parallel to a DC power source, and the upper switching element in each of the series circuits. And the lower switch element are connected to the windings of the three-phase AC rotating machine.
  • the current control means 8 includes a normal current control section 9 used at normal time, an abnormal current control section 10 used at abnormal time, a power conversion stop section 11 for stopping the power conversion means 5, and an abnormality determination means 7.
  • a normal current control section 9 used at normal time
  • an abnormal current control section 10 used at abnormal time
  • a power conversion stop section 11 for stopping the power conversion means 5, and an abnormality determination means 7.
  • FIG. 2 is an operation flowchart of the current control means 8 in the rotating machine power conversion device 1.
  • step S1 When a one-phase off failure has occurred in the power conversion means 5 (step S1) and the rotation speed calculated by the rotation speed calculation means 6 is greater than a predetermined rotation speed determined in advance (step S2), The power conversion is stopped using the power conversion stop unit 11 (step S3). If it is determined in step S2 that the rotational speed is lower than a predetermined rotational speed, abnormal current control is performed using the abnormal current control unit 10 (step S4). If it is determined in step S1 that no one-phase off failure has occurred in the power conversion means 5, normal current control is performed using the normal current control unit 9 (step S5).
  • the abnormal current control unit 10 when a one-phase off failure has occurred in the power conversion means 5 and the rotation speed is lower than a predetermined rotation speed, the abnormal current control unit 10 is used.
  • the conversion stop unit 11 is used alternately.
  • the abnormal current control unit 10 when a one-phase off failure has occurred in the power conversion means 5 and the rotation speed is lower than a predetermined rotation speed, the abnormal current control unit 10 is used.
  • the ratio of using the conversion stop unit 11 is changed according to the situation. Needless to say, this situation refers to the torque, rotational speed, and temperature of the three-phase AC rotating machine 2.
  • By changing the ratio of using the abnormal current control unit 10 and the power conversion stop unit 11 according to the situation it is possible to reduce the time during which torque vibration occurs according to the torque, rotation speed, and temperature of the three-phase AC rotating machine 2. The degree of can be changed.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the rotary machine power conversion device 1a and the three-phase AC rotary machine 2 according to the second embodiment, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. Includes a step-up unit 14, which is provided between the DC power supply 3 and the power conversion means 5.
  • FIG. 4 is an operation flowchart of the current control means 8 in the rotating machine power conversion device 1a according to the second embodiment having a boosting function.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of the rotating machine power conversion device 1b, the three-phase AC rotating machine 102, and the three-phase AC rotating machine 202 in the third embodiment.
  • the third embodiment is intended for a plurality of three-phase AC rotating machines, and the basic configuration of the power conversion means and the current control means is the same as that of the second embodiment.
  • the converter 1b is connected to a plurality of three-phase AC rotating machines 102 and 202.
  • the operation of the rotating machine power conversion device 1b in the third embodiment is basically the same as that in the second embodiment.
  • the power conversion means 5a configured by a switching element is configured by a first power conversion unit 105 and a second power conversion unit 205, and can drive a plurality of three-phase AC rotating machines 102 and 202 individually.
  • the first current control unit 108 is configured to output a phase voltage command to the first power conversion unit 105
  • the second current control unit 208 is configured to output the phase voltage command to the second power conversion unit 205.
  • the first power conversion stop unit 111 and the second power conversion stop unit 211 are configured to output to both the first power conversion unit 105 and the second power conversion unit 205, respectively.
  • FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example in which the rotating machine power conversion device 1 according to Embodiment 1 shown in FIG. 1 is applied to an electric vehicle.
  • the rotating machine power conversion device 1a in the second embodiment shown in FIG. 3 or the rotating machine power conversion device 1b in the third embodiment shown in FIG. 5 is used for an electric vehicle. it can.
  • the rotating machine power conversion device performs the same operation as in the other embodiments.
  • the rotating machine power conversion device 1 is mounted on a vehicle 2000 that is an electric vehicle, and drives the three-phase AC rotating machine 2 using the power of a DC power supply 3 (for example, a high voltage battery).
  • the vehicle 2000 includes a final gear 2005 connected to the three-phase AC rotating machine 2 through a shaft, and a front wheel left tire 2001 and a front wheel right tire 2002 connected to the final gear 2005 through a shaft and provided at the front of the vehicle.
  • a rear wheel left tire 2003 and a rear wheel right tire 2004 connected by a shaft are disposed at the rear of the vehicle 2000.
  • the rotating machine power conversion device according to the first embodiment is applied to an electric vehicle
  • a one-phase off failure occurs in the electric power conversion means 5 of the electric vehicle
  • the abnormality determination means 7 determines the abnormality. Even in such a case, it is possible to assist driving and continue driving with power running torque in a rotational speed region where current control can be performed by the current controller 10 at the time of abnormality.
  • the abnormal current control unit 10 when a one-phase off failure has occurred in the power conversion means 5 of the electrified vehicle and the rotation speed is lower than a predetermined rotation speed, the abnormal current control unit 10 is used.
  • the unit 10 and the power conversion stop unit 11 are used alternately.
  • a one-phase off failure occurs in the electric power conversion means 5 of the electric vehicle, and an abnormality determination means. If the abnormality is determined by 7, the rotational speed of the three-phase AC rotating machine 2 of the electrified vehicle is increased by raising the voltage to a voltage higher than normal, and the voltage generated by the three-phase AC rotating machine 2 is DC It is possible to prevent braking force due to regenerative torque generated by exceeding the DC voltage of the power supply 3, and to prevent occurrence of abnormal torque.
  • the electric power conversion means 5a of the electric vehicle includes a plurality of three-phase AC rotating machines 102, 202 can be driven, so that overvoltage and overcurrent due to power imbalance among the DC power supply 3, the booster 14, the plurality of three-phase AC rotating machines 102 and 202, and the power conversion means 5a in the electric vehicle can be prevented. .
  • the rotating machine power conversion device 1 includes a processor 1001 and a storage device 1002 as shown in FIG.
  • the storage device includes a volatile storage device such as a random access memory and a nonvolatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device of a hard disk may be provided instead of the flash memory.
  • the processor 1001 executes a program input from the storage device 1002. In this case, a program is input from the auxiliary storage device to the processor 1001 via the volatile storage device. Further, the processor 1001 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 1002, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device. The same applies to the rotating machine power conversion devices 1a and 1b.

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Abstract

スイッチング素子で構成された電力変換手段の１相がオフ故障した場合でも、運転継続可能な回転速度領域で運転継続を実現する回転機電力変換装置を得る。異常判定手段（７）の判定結果によって正常時電流制御部（９）と異常時電流制御部（１０）を切り替える正常時/異常時電流制御部選択部（１２）と、回転速度演算手段（６）が所定の回転速度よりも小さい場合に使用する異常時電流制御部（１０）と所定の回転速度よりも大きい場合に使用する電力変換停止部（１１）を切り替える異常時電流制御部/電力変換停止部選択部（１３）とを備えている。

Description

回転機電力変換装置
　本願は、三相交流回転機を駆動制御する回転機電力変換装置に関するものである。
　従来から、三相交流回転機を駆動力源とする電気自動車、ハイブリッド自動車などの電動化車両が知られており、この電動化車両では、走行時に三相交流回転機を力行運転して走行駆動トルクを発生させ、制動時に三相交流回転機を回生運転して回生制動トルクを発生させている。
　ここで、電動化車両の駆動システムは、リチウムイオンバッテリ等の二次電池からなる直流電源と、コンデンサと複数の半導体スイッチ（スイッチング素子）とからなり、直流電源に接続される電力変換手段と、電力変換手段に負荷として接続された三相交流回転機とから構成される。
　電力変換手段は、複数の半導体スイッチを所定のスイッチング周波数でオン、オフすることにより、直流電源の直流電力を所定の交流電力に変換して、負荷である三相交流回転機のトルク、回転数を調節する。また、三相交流回転機は、動作状況によっては発電機として動作し、発電によって生じる回生電力を直流電源に充電する。なお、電動化車両に適用される三相交流回転機として、効率が良い永久磁石三相同期電動機がよく用いられる。
　三相同期電動機を用いた駆動システムにおいて、電力変換手段は、上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチング素子とが直列に接続された三相（三組）の直列回路が、それぞれ直流電源と並列に接続されて構成され、三相の直列回路のそれぞれの中点と三相同期電動機のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの巻線とが接続される。
　また、電力変換手段の各相に設けられるスイッチング素子を順次オンおよびオフさせることにより、三相同期電動機の各相に互いに位相が１２０度ずつ異なる交流電力を供給して三相同期電動機を駆動させる。以下、特に断らない限り、三相交流回転機は三相同期電動機を指すものとする。
　また、回転機電力変換装置のスイッチング素子で構成された電力変換手段の１相がオフ故障した場合でも回転機電力変換装置を継続して運転させる技術は既に公開されている（例えば、特許文献１特許文献２参照）。
特開２００８－６７４２９号公報 特開２００８－２１１９１０号公報
　前述のように回転機電力変換装置のスイッチング素子で構成された電力変換手段の１相がオフ故障した場合でも回転機電力変換装置を継続して運転させる技術は既に公開されている。特許文献１ではスイッチング素子の１相がオフ故障した場合でも、スイッチング素子の追加なしに、運転継続を可能とする回転機電力変換装置が紹介されており、この回転機電力変換装置を電動ブレーキ装置に応用している。また、特許文献２では電力変換手段でオフ故障が発生した相に応じて相電流指令値を形成する電流制御法が提案されており、電動パワーステアリングに応用されている。しかし、特許文献１と特許文献２で提案された回転機電力変換装置を電動化車両に応用し、電力変換手段の１相がオフ故障し、且つ三相交流回転機の回転速度が上昇する場合、電流制御ができず、運転継続が実現できない恐れがある。
　また、電力変換手段の１相がオフ故障する場合、三相交流回転機のトルクが振動するため、電動化車両の乗員が不快感を抱く恐れがある。
　また、電力変換手段の１相がオフ故障し、且つ三相交流回転機の回転速度が上昇する場合、三相交流回転機が発生する電圧が電力変換手段の直流電源を超える場合に、直流電源への過剰な電力回生、回生トルク、異常トルクを発生させるという問題がある。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、回転機電力変換装置のスイッチング素子で構成された電力変換手段の１相がオフ故障した場合でも運転継続させる回転機電力変換装置を得ることを目的とする。
　本願に開示される回転機電力変換装置は、三相交流回転機と直流電源の間に設けられ、上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチング素子とが直列接続された三相の直列回路が夫々直流電源と並列に接続され、直列回路の各々における上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチング素子との間が三相交流回転機の各相の巻線の夫々に接続された電力変換手段を有し、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する回転機電力変換装置であって、三相交流回転機の回転速度を演算する回転速度演算手段と、電力変換手段の１相オフ故障の異常を判定する異常判定手段と、電力変換手段への相電圧指令値を決定する電流制御手段を備え、電流制御手段は、電力変換手段が正常時に使用する正常時電流制御部と、電力変換手段が異常時に使用する異常時電流制御部と、電力変換手段を停止させる電力変換停止部と、異常判定手段の判定結果によって正常時電流制御部と異常時電流制御部を切り替える正常時/異常時電流制御部選択部と、回転速度演算手段の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも小さい場合に使用する異常時電流制御部と回転速度演算手段の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも大きい場合に使用する電力変換停止部を切り替える異常時電流制御部/電力変換停止部選択部と、を具備したものである。
　本願に開示される回転機電力変換装置によれば、電力変換手段に１相オフ故障が発生し、異常が判定された場合、異常時電流制御部を使用するが、異常時電流制御部で電流制御できる回転速度の領域のみで、異常時電流制御部を使用することで、運転継続可能な回転速度領域で運転継続を実現できる。
実施の形態１による回転機電力変換装置と三相交流回転機を示す概略図である。 実施の形態１による回転機電力変換装置の電流制御手段の動作フローチャートを示す図である。 実施の形態２による回転電力変換装置と三相交流回転機を示す概略図である。 実施の形態２による回転機電力変換装置の電流制御手段の動作フローチャートを示す図である。 実施の形態３による回転機電力変換装置と三相交流回転機を示す概略図である。 実施の形態４に係る回転機電力変換装置の応用例を示す概略図である。 実施の形態における回転機電力変換装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
　以下、回転機電力変換装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
　図1は実施の形態１による回転機電力変換装置１と三相交流回転機２の概略図である。回転機電力変換装置１は、三相交流回転機２と直流電源３の間に接続され、直流電源３からの直流電力を交流電力に変換して三相交流回転機２に電力を供給するものであって、直流電源３からの直流電力を三相交流回転機２への交流電力に変換する電力変換手段５と、三相交流回転機２に流れる相電流を検出する電流検出手段４と、三相交流回転機２からの回転機角度から回転速度を演算する回転速度演算手段６と、電力変換手段５に相電圧指令または電力変換停止指令を出力する電流制御手段８と、電力変換手段５の１相オフ故障を検出、確定し、異常を判定する異常判定手段７によって構成される。なお、電力変換手段５は、上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチング素子とが直列接続された三相の直列回路が夫々直流電源と並列に接続され、直列回路の各々における上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチ素子との間が三相交流回転機の巻線の夫々に接続されている。
　また、電流制御手段８は正常時に使用する正常時電流制御部９と、異常時に使用する異常時電流制御部１０と、電力変換手段５を停止させる電力変換停止部１１と、異常判定手段７によって、正常時電流制御部９と異常時電流制御部１０を切り替える正常時/異常時電流制御部選択部１２と、回転速度演算手段６の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも小さい場合に使用する異常時電流制御部１０と回転速度演算手段６の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも大きい場合に使用する電力変換停止部１１を切り替える異常時電流制御部/電力変換停止部選択部１３によって構成される。
　図２は、回転機電力変換装置１における電流制御手段８の動作フローチャートである。
電力変換手段５において１相オフ故障が発生しており（ステップＳ１）、且つ、回転速度演算手段６で演算された回転速度があらかじめ決められた所定の回転速度よりも大きい場合（ステップＳ２）、電力変換停止部１１を使用して電力変換を停止する（ステップＳ３）。また、ステップＳ２において回転速度があらかじめ決められた所定の回転速度よりも小さいと判断された場合、異常時電流制御部１０を使用して異常時電流制御を実施する（ステップＳ４）。また、ステップＳ１において、電力変換手段５に１相オフ故障が発生していないと判断された場合、正常時電流制御部９を使用して正常時電流制御を実施する（ステップＳ５）。
　図１の構成と図２の動作フローチャートにより、電力変換手段５に１相オフ故障が発生し、異常判定手段７により異常が判定された場合、異常時電流制御部１０を使用するが、異常時電流制御部１０で電流制御できる回転速度の領域のみで、異常時電流制御部１０を使用することで、運転継続可能な回転速度領域で運転継続を実現できる。
　また、電力変換手段５に１相オフ故障が発生しており、且つ、回転速度が所定の回転速度よりも小さい場合、異常時電流制御部１０を使用するが、異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を交互に使用する。異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を交互に使用することにより、異常時電流制御部１０を使用する場合、トルク振動が発生するが、トルク振動が発生する時間を低減することができる。
　また、電力変換手段５に１相オフ故障が発生しており、且つ、回転速度が所定の回転速度よりも小さい場合、異常時電流制御部１０を使用するが、異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を使用する割合を状況に応じて変化させる。この状況は、三相交流回転機２のトルク、回転速度、温度のことであることは言うまでもない。異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を使用する割合を状況に応じて変化させることにより、三相交流回転機２のトルク、回転速度、温度に応じ、トルク振動が発生する時間の低減の度合いを変化させることができる。
実施の形態２．
　図３は、実施の形態２における回転機電力変換装置１ａと三相交流回転機２の概略図であって、基本的構成は実施の形態１と同様に構成されているが、電力変換手段５には昇圧部１４を備えており、この昇圧部１４は直流電源３と電力変換手段５との間に設けられている。
　図４は、昇圧機能を有した実施の形態２における回転機電力変換装置１ａにおける電流制御手段８の動作フローチャートである。
　電力変換手段５に１相オフ故障が発生していると判断された場合（ステップＳ１）、昇圧部１４によって電力変換手段５の昇圧動作が実施され（ステップＳ６）、次にステップＳ２において、回転速度演算手段６で演算された回転速度があらかじめ決められた所定の回転速度よりも大きい場合（ステップＳ２）、電力変換停止部１１を使用して電力変換を停止する（ステップＳ３）。また、ステップＳ２において回転速度があらかじめ決められた所定の回転速度よりも小さいと判断された場合、異常時電流制御部１０を使用して異常時電流制御を実施する（ステップＳ４）。また、ステップＳ１において、電力変換手段５に１相オフ故障が発生していないと判断された場合、正常時電流制御部９を使用して正常時電流制御を実施する（ステップＳ５）。
　図３の構成と図４の動作フローチャートにより、電力変換手段５に１相オフ故障が発生し、異常判定手段７により異常が判定された場合、正常時より高い電圧に昇圧することで、三相交流回転機２の回転速度が上昇し、三相交流回転機２が発生する電圧が直流電源３の直流電圧を超えることで発生する回生トルクによる制動力を防ぐこと、異常トルクの発生を防止することができる。
実施の形態３．
　図５は実施の形態３における回転機電力変換装置１ｂと三相交流回転機１０２と三相交流回転機２０２の概略図である。実施の形態３は、複数の三相交流回転機を対象としたものであって、電力変換手段、電流制御手段の基本的構成は実施の形態２と同様に構成されているが、回転機電力変換装置１ｂが複数の三相交流回転機１０２、２０２に接続されている。実施の形態３における回転機電力変換装置１ｂの動作は、実施の形態２と基本的に同じである。
　スイッチング素子で構成された電力変換手段５ａは第１の電力変換部１０５と第２の電力変換部２０５により構成され、複数の三相交流回転機１０２、２０２を個別に駆動できる。第１の電流制御手段１０８は第１の電力変換部１０５に相電圧指令を出力し、第２の電流制御手段２０８は第２の電力変換部２０５に相電圧指令を出力する構成となっているが、第１の電力変換停止部１１１と第２の電力変換停止部２１１はそれぞれ第１の電力変換部１０５と第２の電力変換部２０５の両方に出力する構成となっている。
　図５の構成により、第１の電力変換停止部１１１または第２の電力変換停止部２１１が動作した場合、複数の三相交流回転機１０２、２０２への電力変換を停止することができ、直流電源３、昇圧部１４、複数の三相交流回転機１０２、２０２、電力変換手段５ａの間の電力不釣り合いによる過電圧、過電流を防ぐことができる。
実施の形態４．
　図６は、図１に示す実施の形態１における回転機電力変換装置１を電動化車両に応用した例を示す概念図である。なお、他の実施の形態としては、図３に示す実施の形態２における回転機電力変換装置１ａ、または図５に示す実施の形態３における回転機電力変換装置１ｂを電動化車両に用いることができる。実施の形態４においても、回転機電力変換装置は、他の実施の形態と同様の動作が行われる。
　図６に示すように、回転機電力変換装置１は、電動化車両である車両２０００に搭載され、直流電源３（例えば、高電圧バッテリ）の電力を用いて三相交流回転機２を駆動するものである。車両２０００には、三相交流回転機２とシャフトで接続されたファイナルギア２００５、このファイナルギア２００５とシャフトで接続され車両前部に設けられた前輪左側タイヤ２００１及び前輪右側タイヤ２００２を有している。また、車両２０００の後部には、シャフトで接続された後輪左側タイヤ２００３、後輪右側タイヤ２００４が配置されている。
　実施の形態１における回転機電力変換装置を電動化車両に応用した実施の形態４においては、電動化車両の電力変換手段５に１相オフ故障が発生し、異常判定手段７により異常が判定された場合でも、異常時電流制御部１０で電流制御できる回転速度領域で力行トルクによる走行アシスト、運転継続が可能である。
　また、電動化車両の電力変換手段５に１相オフ故障が発生しており、且つ、回転速度が所定の回転速度よりも小さい場合、異常時電流制御部１０を使用するが、異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を交互に使用する。異常時電流制御部１０と電力変換停止部１１を交互に使用することにより、異常時電流制御部１０を使用する場合、トルク振動が発生するが、トルク振動が発生する時間を低減することで、電動化車両の乗員への不快感を低減する。
　また、図３に示す実施の形態２における回転機電力変換装置１ａを電動化車両に応用した実施の形態においては、電動化車両の電力変換手段５に１相オフ故障が発生し、異常判定手段７により異常が判定された場合、正常時よりも高い電圧に昇圧することで、電動化車両の三相交流回転機２の回転速度が上昇し、三相交流回転機２が発生する電圧が直流電源３の直流電圧を超えることで発生する回生トルクによる制動力を防ぐこと、異常トルクの発生を防止することができる。
　また、図５に示す実施の形態３における回転機電力変換装置１ｂを電動化車両に適用した実施の形態の場合には、電動化車両の電力変換手段５ａが複数の三相交流回転機１０２、２０２を駆動できるので、電動化車両内の直流電源３、昇圧部１４、複数の三相交流回転機１０２、２０２、電力変換手段５ａの間の電力不釣り合いによる過電圧、過電流を防ぐことができる。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書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。
　なお、回転機電力変換装置１は、ハードウエアの一例を図７に示すように、プロセッサ１００１と記憶装置１００２から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１００１は、記憶装置１００２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１００１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１００１は、演算結果等のデータを記憶装置１００２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。回転機電力変換装置１ａ、１ｂについても同様である。
　１　回転機電力変換装置、４　電流検出手段、５　電力変換手段、６　回転速度演算手段、７　異常判定手段、８　電流制御手段、９　正常時電流制御部、１０　異常時電流制御部、１１　電力変換停止部、１２　正常時／異常時電流制御部選択部、１３　異常時電流制御部／電力変換停止部選択部

Claims (6)

  1. 　三相交流回転機と直流電源の間に設けられ、上段側のスイッチング素子と下段側のスイッチング素子とが直列接続された三相の直列回路が夫々前記直流電源と並列に接続され、前記直列回路の各々における前記上段側のスイッチング素子と前記下段側のスイッチング素子との間が前記三相交流回転機の各相の巻線の夫々に接続された電力変換手段を有し、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換する回転機電力変換装置であって、
    前記三相交流回転機の回転速度を演算する回転速度演算手段と、前記電力変換手段の１相オフ故障の異常を判定する異常判定手段と、前記電力変換手段への相電圧指令値を決定する電流制御手段を備え、
    前記電流制御手段は、前記電力変換手段が正常時に使用する正常時電流制御部と、前記電力変換手段が異常時に使用する異常時電流制御部と、前記電力変換手段を停止させる電力変換停止部と、前記異常判定手段の判定結果によって前記正常時電流制御部と前記異常時電流制御部を切り替える正常時/異常時電流制御部選択部と、前記回転速度演算手段の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも小さい場合に使用する前記異常時電流制御部と前記回転速度演算手段の演算結果があらかじめ決められた所定の回転速度よりも大きい場合に使用する前記電力変換停止部を切り替える異常時電流制御部/電力変換停止部選択部と、を具備したことを特徴とする回転機電力変換装置。
  2. 　前記異常時電流制御部/電力変換停止部選択部は、前記異常時電流制御部と前記電力変換停止部を交互に選択することを特徴とする請求項１に記載の回転機電力変換装置。
  3. 　前記異常時電流制御部/電力変換停止部選択部は、前記異常時電流制御部と前記電力変換停止部を選択する割合を変化させることを特徴とする請求項２に記載の回転機電力変換装置。
  4. 　前記電力変換手段の１相オフ故障の異常時は前記電力変換手段の出力を正常時よりも高い電圧に昇圧する昇圧部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の回転機電力変換装置
  5. 複数の三相交流回転機に対して前記電力変換手段と前記電流制御手段を備え、前記電力変換手段は複数の三相交流回転機を個別に駆動できる複数の電力変換部を有し、前記電力変換停止部は前記複数の電力変換部に電力変換停止指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の回転機電力変換装置。
  6. 　電動化車両に設けられ、前記電動化車両の駆動用の三相交流回転機に電力を供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転機電力変換装置。
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