WO2022234717A1 - Open winding motor/inverter system - Google Patents
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Definitions
- the AC/DC converter 3 is configured by connecting semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ between a positive electrode bus line P and a negative electrode bus line N in a three-phase bridge connection.
- Fig. 6 shows a power-insulated open winding system with a battery input.
- semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, SZ of the primary inverter 51 are arranged between the positive bus line P and the negative bus line N connected to the positive and negative terminals of the primary battery 11, respectively. are three-phase bridge-connected, and the AC output side of the primary-side inverter 51 is connected to the primary-side three-phase terminals of the open winding motor 60 .
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- the open winding system requires two batteries as a DC power supply, but in the present invention, only one battery is used as a DC power supply (a plurality of batteries connected in series or in parallel are also regarded as one battery). OK.
- FIG. 2 shows the configuration of an open winding system according to a second embodiment that uses a battery as an input. 2 differs from FIG. 1 in that one battery 10 is provided instead of the three-phase AC power supply 1, transformer 2, and AC/DC converter 3 in FIG. configured identically to
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Abstract
Provided is an open winding motor/inverter system with which it is possible to reduce introduction costs and to reduce the system size. The open winding motor/inverter system is provided with an open winding motor 60 having mutually independent open windings 61 to 63 with a plurality of phases, a primary-side inverter 51 having an alternating-current side connected to one winding terminal of the open winding motor 60, and a secondary-side inverter 52 having an alternating-current side connected to another winding terminal of the open winding motor 60, wherein an input side of an isolated DC/DC converter 70 is connected to a direct-current side of the primary-side inverter 51, and an output side thereof is connected to a direct-current side of the secondary-side inverter 52, and wherein the isolated DC/DC converter 70 is configured to include a high-frequency transformer 73, a first full-bridge converter 71 connected to a primary side of the high-frequency transformer 73, and a second full-bridge converter 72 connected to a secondary side of the high-frequency transformer 73.
Description
本発明は、モータドライブシステムにおける、回路構成に係り、特にオープン巻線モータ・インバータシステムに関する。
The present invention relates to a circuit configuration in a motor drive system, and more particularly to an open winding motor/inverter system.
直流電圧をインバータによって所望の周波数、振幅の交流電圧として出力し、モータを駆動するシステム（以下、モータドライブシステムと称する）を考える。
Consider a system in which a DC voltage is output as an AC voltage with a desired frequency and amplitude by an inverter to drive a motor (hereinafter referred to as a motor drive system).
図３に、三相Ｙ結線モータのモータドライブシステムを示す。三相交流電源１の交流電圧を変圧器２、ＡＣ／ＤＣ変換器３を介して直流電圧に変換し、インバータ５によるＤＣ／ＡＣ変換によって三相Ｙ結線モータ６を駆動する構成となっている。
Fig. 3 shows a motor drive system for a three-phase Y-connected motor. The AC voltage of the three-phase AC power supply 1 is converted to DC voltage via the transformer 2 and the AC/DC converter 3, and the DC/AC conversion by the inverter 5 drives the three-phase Y-connected motor 6. .
ＡＣ／ＤＣ変換器３は、正極母線Ｐと負極母線Ｎの間に半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続して構成されている。
The AC/DC converter 3 is configured by connecting semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ between a positive electrode bus line P and a negative electrode bus line N in a three-phase bridge connection.
４は直流部であり、正極母線Ｐ、負極母線Ｎ間に接続され、電流、電圧を所望の値に保つよう適宜配置されたコンデンサＣ、図示省略の抵抗・リアクトル等で構成されている。
Reference numeral 4 denotes a DC section, which is connected between the positive electrode bus line P and the negative electrode bus line N, and is composed of capacitors C appropriately arranged to keep current and voltage at desired values, resistors, reactors, etc. (not shown).
インバータ５は、正極母線Ｐと負極母線Ｎの間に半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続して構成されている。
The inverter 5 is configured by connecting semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ between a positive bus line P and a negative bus line N in a three-phase bridge.
図３は、三相交流電源を入力とするモータドライブシステムとして一般的な構成である。尚、本発明ではＡＣ／ＤＣ変換器３の構成は特に限定しない。例えば三相整流器、ＰＷＭコンバータ、などといった構成からシステム要件に合わせた構成を用いればよい。また、本発明はインバータ５（後述の１次側インバータ５１、２次側インバータ５２も含む）における半導体デバイスについても特に限定はしない。図中ではＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いているが、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）など、異なる半導体デバイスとしてもよい。
Fig. 3 shows a general configuration of a motor drive system with a three-phase AC power supply as an input. Incidentally, the configuration of the AC/DC converter 3 is not particularly limited in the present invention. For example, a configuration such as a three-phase rectifier, a PWM converter, or the like may be used according to system requirements. Moreover, the present invention does not particularly limit the semiconductor device in the inverter 5 (including a primary side inverter 51 and a secondary side inverter 52, which will be described later). Although an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used in the drawing, a different semiconductor device such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) may be used.
モータドライブシステムの小型化のためには、モータの高速化が有効である。モータを高速化しギヤを介して軸トルクを出力する構成とすれば、高速化前に比べて小さいモータトルクで同じ出力を達成できるため、モータを小型化しやすくなる。
In order to reduce the size of the motor drive system, it is effective to increase the speed of the motor. If the speed of the motor is increased and the shaft torque is output via gears, the same output can be achieved with less motor torque than before the speed increase, so the size of the motor can be easily reduced.
ただし、モータを高速化すると巻線における電流・電圧の周波数も上昇するため、駆動するインバータに高周波数化が求められる。また、高周波数領域ほど誘起電圧が上昇するため、インバータの高電圧化も求められる。このような、インバータにおける高周波数化・高電圧化の要求は、スイッチング周波数の上昇・直流電圧の高電圧化で対応可能である。
However, increasing the speed of the motor also increases the frequency of the current and voltage in the windings, so higher frequencies are required for the inverter that drives it. In addition, since the higher the frequency, the higher the induced voltage, the higher the voltage of the inverter is required. Such demands for higher frequencies and higher voltages in inverters can be met by increasing the switching frequency and increasing the DC voltage.
しかし、これらの方策はＳｉ－ＩＧＢＴなどの半導体デバイスにおいて損失の増大を招く。損失の増大は熱の増大と等価であり、冷却性能の強化が必要となる。したがって、インバータ装置の大型化を招いてしまう。
However, these measures lead to increased losses in semiconductor devices such as Si-IGBTs. Increased losses are equivalent to increased heat, requiring enhanced cooling performance. Therefore, the size of the inverter device is increased.
半導体デバイスにＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴなどといった損失の小さい素子を採用する方針もあるが、一般にＳｉ－ＩＧＢＴほどの耐圧がなく、高電圧化の観点では限界がある。
There is a policy to adopt low-loss elements such as SiC-MOSFETs for semiconductor devices, but they generally do not have the same breakdown voltage as Si-IGBTs, and there is a limit from the viewpoint of increasing voltage.
モータ高速化における以上のような問題は、オープン巻線モータの採用によって解決できる。オープン巻線モータは三相モータ（三相Ｙ結線モータ６）にてＹ結線されている部分をほどき、２次側の三相端子として使用するモータである。システム全体としては、１次側と２次側に別個にインバータを配置して駆動される。
The above problems in increasing the speed of motors can be solved by adopting open winding motors. The open winding motor is a motor in which the Y-connected portion of a three-phase motor (three-phase Y-connection motor 6) is untied and used as a three-phase terminal on the secondary side. The system as a whole is driven by separately arranging inverters on the primary and secondary sides.
オープン巻線モータ・インバータシステム（以下、オープン巻線システムと称することもある）は、オープン巻線の１次側と２次側の２台のインバータの電位差でモータを駆動するため、それぞれのインバータを高電圧化せずともモータ印加電圧の高電圧化ができる。また、２台のインバータを互い違いのタイミングでスイッチングさせることで、半導体デバイスごとのスイッチング周波数を上昇せずとも装置全体のスイッチング周波数を等価的に上昇できる。したがって、オープン巻線システムではインバータの損失増大・大型化を抑えつつモータの高速化に対応することができる。
An open winding motor/inverter system (hereinafter sometimes referred to as an open winding system) drives the motor with the potential difference between the two inverters on the primary and secondary sides of the open winding. The voltage applied to the motor can be increased without increasing the voltage of . In addition, by switching the two inverters at alternate timings, the switching frequency of the entire device can be equivalently increased without increasing the switching frequency of each semiconductor device. Therefore, the open winding system can cope with high speed motors while suppressing the loss increase and size increase of the inverter.
オープン巻線システムの構成には、大きく分けて２つの構成が存在する。１つは電源共通形であり、もう１つが電源絶縁形である。それぞれに関して、まず直流電圧をバッテリで与える構成でモータ・インバータとしての特徴を説明した後、三相交流電源を入力とする場合のシステム全体構成の特徴を述べる。
There are roughly two configurations in the configuration of the open winding system. One is a common power supply type and the other is an isolated power supply type. For each of them, the features of the motor/inverter will be described in the configuration in which a DC voltage is supplied by a battery, and then the features of the overall system configuration in the case of using a three-phase AC power supply as an input will be described.
図４にバッテリを入力とする電源共通形オープン巻線システムを示す。図４において、バッテリ１０の正、負極端に各々接続された正極母線Ｐと負極母線Ｎの間には、１次側インバータ５１と２次側インバータ５２が並列に接続されている。１次側インバータ５１、２次側インバータ５２は、ともに、三相ブリッジ接続された半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺにより構成されている。
Fig. 4 shows a power supply common open winding system with a battery as an input. In FIG. 4, a primary side inverter 51 and a secondary side inverter 52 are connected in parallel between a positive bus line P and a negative bus line N which are connected to the positive and negative ends of the battery 10, respectively. Both the primary side inverter 51 and the secondary side inverter 52 are configured by three-phase bridge-connected semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ.
１次側インバータ５１の交流出力側は、互いに独立した三相のオープン巻線６１，６２，６３を有するオープン巻線モータ６０の１次側三相端子に接続され、２次側インバータ５２の交流出力側はオープン巻線モータ６０の２次側三相端子に接続されている。
The AC output side of the primary-side inverter 51 is connected to the primary-side three-phase terminals of an open-winding motor 60 having three-phase open windings 61, 62, and 63 that are independent of each other. The output side is connected to the secondary side three-phase terminals of the open winding motor 60 .
図４の構成では、２つのインバータ５１，５２の直流部同士をつなぐ配線にインバータ中性点電位とモータ中性点電位の電位差（零相電圧）に応じた零相電流が流れる。
In the configuration of FIG. 4, a zero-phase current corresponding to the potential difference (zero-phase voltage) between the neutral point potential of the inverter and the neutral point potential of the motor flows through the wiring that connects the DC parts of the two inverters 51 and 52 .
そのため、零相電圧を利用した電圧領域の拡大（三次高調波重畳あるいはコモンモード電圧重畳）ができず、電圧領域に制限がある。さらに、過大な零相電流が流れることを防止するリアクトルを設けるか、あるいは零相電流抑制制御を検討する必要がある。このとき、零相電流抑制制御ができる分の電圧余裕があることが望ましい。特許文献１には電源共通形オープン巻線システムにおける零相電流抑制制御の一例が記載されている。
Therefore, it is not possible to expand the voltage region using the zero-phase voltage (three-order harmonic superimposition or common-mode voltage superimposition), and the voltage region is limited. Furthermore, it is necessary to provide a reactor to prevent an excessive zero-phase current from flowing, or to consider zero-phase current suppression control. At this time, it is desirable that there is a voltage margin for the zero-phase current suppression control. Patent Literature 1 describes an example of zero-phase current suppression control in a power supply common open winding system.
図５に三相電源入力の電源共通形オープン巻線システムを示す。モータ容量やモータ用途によっては直流部をバッテリで構成することが難しいため、図５のように三相交流電源からＡＣ／ＤＣ変換器を介して直流部を生成する構成が用いられる。
Fig. 5 shows a power supply common type open winding system with three-phase power input. Since it is difficult to configure the DC section with a battery depending on the motor capacity and motor application, a configuration is used in which the DC section is generated from a three-phase AC power supply via an AC/DC converter as shown in FIG.
図５において図４と異なる点は、バッテリ１０に代えて、図３で述べた三相交流電源１、変圧器２、ＡＣ／ＤＣ変換器３および直流部４を設けたことにあり、その他の部分は図４と同一に構成されている。
5 differs from FIG. 4 in that the three-phase AC power supply 1, the transformer 2, the AC/DC converter 3 and the DC section 4 described in FIG. 3 are provided in place of the battery 10, and the other The parts are constructed identically to FIG.
電源共通形のオープン巻線システムは１つの直流部があればよく、後述する電源絶縁形に対しサイズの点で優れる。三相交流電源１から直流部４までの構成は三相Ｙ結線モータのシステム（図３）と同じであるため、三相Ｙ結線モータのシステムからはモータとインバータのみを新規導入すればよく、既存設備置き換え時の導入コストも小さくできる。
The common power supply type open winding system only needs to have one DC part, and is superior in terms of size to the power supply isolation type described later. Since the configuration from the three-phase AC power supply 1 to the DC unit 4 is the same as the three-phase Y-connected motor system (Fig. 3), only the motor and inverter need to be newly introduced from the three-phase Y-connected motor system. The introduction cost when replacing existing equipment can also be reduced.
図６にバッテリを入力とする電源絶縁形オープン巻線システムを示す。図６において、１次側バッテリ１１の正、負極端に各々接続された正極母線Ｐと負極母線Ｎの間には、１次側インバータ５１の半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺが三相ブリッジ接続され、１次側インバータ５１の交流出力側はオープン巻線モータ６０の１次側三相端子に接続されている。
Fig. 6 shows a power-insulated open winding system with a battery input. In FIG. 6, semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, SZ of the primary inverter 51 are arranged between the positive bus line P and the negative bus line N connected to the positive and negative terminals of the primary battery 11, respectively. are three-phase bridge-connected, and the AC output side of the primary-side inverter 51 is connected to the primary-side three-phase terminals of the open winding motor 60 .
２次側バッテリ１２の正、負極端に各々接続された正極母線Ｐと負極母線Ｎの間には、２次側インバータ５２の半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺが三相ブリッジ接続され、２次側インバータ５２の交流出力側はオープン巻線モータ６０の２次側三相端子に接続されている。
Semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ of the secondary inverter 52 form a three-phase bridge between the positive bus line P and the negative bus line N, which are connected to the positive and negative ends of the secondary battery 12, respectively. The AC output side of the secondary inverter 52 is connected to the secondary three-phase terminals of the open winding motor 60 .
図６のように、絶縁された２つのバッテリ（１１、１２）がそれぞれのインバータ（５１、５２）へとつながっている。電源共通形と異なりインバータ同士をつなぐ結線がないため、零相電流は生じない。従来、特許文献２では、電源絶縁形オープン巻線システムにおける速度域に応じて可聴域ノイズを考慮した制御が検討されている。
As shown in FIG. 6, two insulated batteries (11, 12) are connected to respective inverters (51, 52). Unlike the common power supply type, there is no connection between inverters, so zero-phase current is not generated. Conventionally, in Patent Document 2, control considering audible range noise according to the speed range in a power supply insulated open winding system has been studied.
電源絶縁形は零相電流の問題がなく、零相電圧を自由に重畳できるため、電源共通形オープン巻線システムよりも出力電圧領域を広く使用することができる。
The isolated power supply type has no zero-phase current problem and can freely superimpose the zero-phase voltage, so it is possible to use a wider output voltage range than the common power supply type open winding system.
図７に三相電源入力の電源絶縁形オープン巻線システムを示す。図７において、２０は１次巻線が三相交流電源１に接続された３巻線変圧器である。３巻線変圧器２０の２次巻線は、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した１次側ＡＣ／ＤＣ変換器３１の交流側に接続され、３巻線変圧器２０の３次巻線は、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した２次側ＡＣ／ＤＣ変換器３２の交流側に接続されている。
Fig. 7 shows a power-insulated open winding system with a three-phase power input. In FIG. 7, 20 is a 3-winding transformer whose primary winding is connected to the 3-phase AC power supply 1 . The secondary winding of the three-winding transformer 20 is connected to the AC side of a primary-side AC/DC converter 31 in which semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ are three-phase bridge-connected. The tertiary winding of line transformer 20 is connected to the AC side of secondary AC/DC converter 32 in which semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ are three-phase bridge-connected.
４１は直流部であり、正極母線Ｐ、負極母線Ｎ間に接続され、電流、電圧を所望の値に保つよう適宜配置されたコンデンサＣ、図示省略の抵抗・リアクトル等で構成されている。
Reference numeral 41 denotes a DC section, which is connected between the positive electrode bus line P and the negative electrode bus line N, and is composed of capacitors C appropriately arranged to keep the current and voltage at desired values, resistors, reactors, etc. (not shown).
１次側直流部４１のコンデンサＣの正、負極端（Ｐ，Ｎ）間には、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した１次側インバータ５１が接続されている。
A primary side inverter 51 in which semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ are connected in a three-phase bridge connection is connected between the positive and negative terminals (P, N) of the capacitor C of the primary side DC section 41 . ing.
１次側インバータ５１の交流出力側はオープン巻線モータ６０の１次側三相端子に接続されている。
The AC output side of the primary-side inverter 51 is connected to the primary-side three-phase terminals of the open winding motor 60 .
４２は、２次側ＡＣ／ＤＣ変換器３２の直流出力側に接続された２次側直流部であり、正極母線Ｐ、負極母線Ｎ間に接続され、電流、電圧を所望の値に保つよう適宜配置されたコンデンサＣ、図示省略の抵抗・リアクトル等で構成されている。
A secondary DC unit 42 is connected to the DC output side of the secondary AC/DC converter 32, and is connected between the positive electrode bus P and the negative electrode bus N to keep current and voltage at desired values. It is composed of appropriately arranged capacitors C, resistors/reactors (not shown), and the like.
２次側直流部４２のコンデンサＣの正、負極端（Ｐ，Ｎ）間には、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した２次側インバータ５２が接続されている。
A secondary inverter 52 having a three-phase bridge connection of semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ is connected between the positive and negative terminals (P, N) of the capacitor C of the secondary DC section 42 . ing.
２次側インバータ５２の交流出力側はオープン巻線モータ６０の２次側三相端子に接続されている。
The AC output side of the secondary inverter 52 is connected to the secondary three-phase terminals of the open winding motor 60 .
三相電源入力を想定した電源絶縁形オープン巻線システムでは３巻線変圧器２０と２つのＡＣ／ＤＣ変換器（３１，３２）を用いて２つの絶縁された直流部（４１，４２）を設ける必要があり、これが大型化の原因となる。
In a power isolated open winding system assuming a three-phase power input, two isolated DC sections (41, 42) are connected using a three-winding transformer 20 and two AC/DC converters (31, 32). need to be provided, which causes an increase in size.
さらに、三相交流電源１は３巻線変圧器２０に入力される構成であり、例えば図３のような三相Ｙ結線システム設備からの置き換え時にはシステム総入れ替えが必要となる。これが原因で、電源絶縁形オープン巻線システムは導入コストが大きい。
Furthermore, the three-phase AC power supply 1 is configured to be input to a three-winding transformer 20, and when replacing the three-phase Y-connection system equipment as shown in FIG. 3, for example, total system replacement is required. For this reason, the introduction cost of the power isolated open winding system is high.
３巻線変圧器２０の代わりに通常の変圧器を２台用いる構成もあり得るが、１台の変圧器と１台のＡＣ／ＤＣ変換器の追加は必要となり、電源共通形オープン巻線システムよりは導入コストが増大してしまう。
A configuration using two normal transformers instead of the three-winding transformer 20 is also possible, but one transformer and one AC/DC converter need to be added, and a power supply common type open winding system is possible. The introduction cost will increase.
以上のように、オープン巻線システムには２つの構成が検討されている。このうちモータの高電圧化により適しているのは電源絶縁形オープン巻線システムであるが、電源絶縁形には２つの絶縁された直流部を設けることに関してコスト・サイズ上の問題がある。
As described above, two configurations are being considered for the open winding system. Of these, the open winding system with power supply isolation is more suitable for high voltage motors, but the power supply isolation type has a cost and size problem associated with providing two insulated DC sections.
尚、例えばＥＶ用主機モータでは高速化が進んでおり、その計測器であるＥＶＤＹ（ＥＶモータ用ダイナモメータ）にも高速化が求められる。制御性能を下げずにＥＶＤＹを高速化する方法として、オープン巻線モータシステムの検討が望まれている。
In addition, for example, the speed of main motors for EVs is increasing, and the EVDY (dynamometer for EV motors), which is a measuring instrument, is also required to be faster. As a method for speeding up EVDY without lowering control performance, investigation of an open winding motor system is desired.
また、特許文献１、２では、電源絶縁形オープン巻線システムにおけるコスト・サイズ上の問題に対策されていない。
In addition, in Patent Documents 1 and 2, no countermeasures are taken against the cost and size problems in the power supply insulated open winding system.
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、導入コストを低減し、システムの小型化を図ることができるオープン巻線モータ・インバータシステムを提供することにある。
The present invention solves the above problems, and its purpose is to provide an open-winding motor/inverter system that can reduce the introduction cost and reduce the size of the system.
上記課題を解決するための請求項１に記載のオープン巻線モータ・インバータシステムは、
互いに独立した複数相のオープン巻線を有するオープン巻線モータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの一方の巻線端子に接続された第１のインバータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの他方の巻線端子に接続された第２のインバータと、
前記第１のインバータと第２のインバータのいずれか一方のインバータの直流部に接続された直流電源と、
前記第１のインバータと第２のインバータの、いずれか一方の直流電圧又は両方の直流電圧を生成する絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えたことを特徴とする。 The open winding motor/inverter system according toclaim 1 for solving the above problems,
an open winding motor having open windings of a plurality of phases independent of each other;
a first inverter for converting DC power into AC power, the AC side of which is connected to one winding terminal of the open winding motor;
a second inverter that converts DC power to AC power, the AC side of which is connected to the other winding terminal of the open winding motor;
a DC power supply connected to a DC section of one of the first inverter and the second inverter;
and an insulated DC/DC converter that generates DC voltages of either one or both of the first inverter and the second inverter.
互いに独立した複数相のオープン巻線を有するオープン巻線モータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの一方の巻線端子に接続された第１のインバータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの他方の巻線端子に接続された第２のインバータと、
前記第１のインバータと第２のインバータのいずれか一方のインバータの直流部に接続された直流電源と、
前記第１のインバータと第２のインバータの、いずれか一方の直流電圧又は両方の直流電圧を生成する絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えたことを特徴とする。 The open winding motor/inverter system according to
an open winding motor having open windings of a plurality of phases independent of each other;
a first inverter for converting DC power into AC power, the AC side of which is connected to one winding terminal of the open winding motor;
a second inverter that converts DC power to AC power, the AC side of which is connected to the other winding terminal of the open winding motor;
a DC power supply connected to a DC section of one of the first inverter and the second inverter;
and an insulated DC/DC converter that generates DC voltages of either one or both of the first inverter and the second inverter.
請求項２に記載のオープン巻線モータ・インバータシステムは、請求項１において、
前記絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器は、高周波トランスと、前記高周波トランスの１次側に接続された第１のフルブリッジ変換器と、前記高周波トランスの２次側に接続された第２のフルブリッジ変換器と、を備えたＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）によって構成されていることを特徴とする。 The open-winding motor/inverter system according toclaim 2 is characterized in that, in claim 1,
The isolated DC/DC converter includes a high frequency transformer, a first full bridge converter connected to the primary side of the high frequency transformer, and a second full bridge connected to the secondary side of the high frequency transformer. and a DAB (Dual Active Bridge) comprising a converter.
前記絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器は、高周波トランスと、前記高周波トランスの１次側に接続された第１のフルブリッジ変換器と、前記高周波トランスの２次側に接続された第２のフルブリッジ変換器と、を備えたＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）によって構成されていることを特徴とする。 The open-winding motor/inverter system according to
The isolated DC/DC converter includes a high frequency transformer, a first full bridge converter connected to the primary side of the high frequency transformer, and a second full bridge connected to the secondary side of the high frequency transformer. and a DAB (Dual Active Bridge) comprising a converter.
請求項３に記載のオープン巻線モータ・インバータシステムは、請求項１又は２において、
前記直流電源は三相交流電源の三相交流を直流に変換して構成されていることを特徴とする。 The open-winding motor/inverter system according toclaim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2,
The DC power supply is configured by converting a three-phase alternating current of a three-phase alternating current power supply into a direct current.
前記直流電源は三相交流電源の三相交流を直流に変換して構成されていることを特徴とする。 The open-winding motor/inverter system according to
The DC power supply is configured by converting a three-phase alternating current of a three-phase alternating current power supply into a direct current.
請求項４に記載のオープン巻線モータ・インバータシステムは、請求項１又は２において、
前記直流電源は、１つのバッテリで構成されているか、あるいは直列接続又は並列接続された複数のバッテリで構成されていることを特徴とする。
（１）請求項１～４に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器によって、第１、第２のインバータの絶縁された直流電圧を生成しているので、従来の電源絶縁形オープン巻線システムに対して導入コストを低減することができ、またシステムの小型化を図ることができる。 The open-winding motor/inverter system according toclaim 4 is characterized in that, in claim 1 or 2,
The DC power supply is characterized by being composed of one battery, or composed of a plurality of batteries connected in series or in parallel.
(1) According to the invention described inclaims 1 to 4, the insulated DC/DC converter generates an insulated DC voltage for the first and second inverters, so that the conventional power supply insulated type The introduction cost can be reduced compared to the open winding system, and the size of the system can be reduced.
前記直流電源は、１つのバッテリで構成されているか、あるいは直列接続又は並列接続された複数のバッテリで構成されていることを特徴とする。
（１）請求項１～４に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器によって、第１、第２のインバータの絶縁された直流電圧を生成しているので、従来の電源絶縁形オープン巻線システムに対して導入コストを低減することができ、またシステムの小型化を図ることができる。 The open-winding motor/inverter system according to
The DC power supply is characterized by being composed of one battery, or composed of a plurality of batteries connected in series or in parallel.
(1) According to the invention described in
従来の電源共通形オープン巻線システムに対して、高電圧化が容易であり、また、零相電流への対策が不要であるという効果を有する。
（２）請求項２に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器をＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）で構成したので、小型な高周波トランスを使うことができることにより、従来の電源絶縁形オープン巻線システムに比べてシステムサイズを抑えることができる。 Compared to the conventional open winding system with a common power source, the present invention has the advantages that it is easy to increase the voltage and that countermeasures against zero-phase current are not required.
(2) According to the second aspect of the invention, since the insulated DC/DC converter is composed of a DAB (Dual Active Bridge), a small high-frequency transformer can be used, thereby replacing the conventional power supply insulated open circuit. The system size can be reduced compared to the winding system.
（２）請求項２に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器をＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）で構成したので、小型な高周波トランスを使うことができることにより、従来の電源絶縁形オープン巻線システムに比べてシステムサイズを抑えることができる。 Compared to the conventional open winding system with a common power source, the present invention has the advantages that it is easy to increase the voltage and that countermeasures against zero-phase current are not required.
(2) According to the second aspect of the invention, since the insulated DC/DC converter is composed of a DAB (Dual Active Bridge), a small high-frequency transformer can be used, thereby replacing the conventional power supply insulated open circuit. The system size can be reduced compared to the winding system.
また、ＺＶＳ（Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）によって、半導体デバイスのスイッチング損失を低減することができる。
（３）請求項４に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器により直流電圧を生成しているため、２つのインバータに対して直流電源は１つのみで良く、従来の電源絶縁形オープン巻線システムでは直流電源としてのバッテリは２つ必要であったが、本発明では直流電源としてのバッテリは１つのみ（直列接続又は並列接続された複数のバッテリも１つのバッテリとみなす）で良い。 Also, ZVS (Zero Voltage Switching) can reduce the switching loss of the semiconductor device.
(3) According to the invention ofclaim 4, since the DC voltage is generated by the insulated DC/DC converter, only one DC power supply is required for the two inverters, and conventional power supply isolation The open winding system requires two batteries as a DC power supply, but in the present invention, only one battery is used as a DC power supply (a plurality of batteries connected in series or in parallel are also regarded as one battery). OK.
（３）請求項４に記載の発明によれば、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器により直流電圧を生成しているため、２つのインバータに対して直流電源は１つのみで良く、従来の電源絶縁形オープン巻線システムでは直流電源としてのバッテリは２つ必要であったが、本発明では直流電源としてのバッテリは１つのみ（直列接続又は並列接続された複数のバッテリも１つのバッテリとみなす）で良い。 Also, ZVS (Zero Voltage Switching) can reduce the switching loss of the semiconductor device.
(3) According to the invention of
このため、充電機構の増設を含むとバッテリ２つの構成がコスト上許容されない場合や、仕様・汎用性の問題からバッテリが１つである構成しか許容されない場合でも電源絶縁形のオープン巻線システムを用いることができる。
For this reason, even if a configuration with two batteries is not acceptable due to cost reasons, including the addition of a charging mechanism, or a configuration with only one battery is acceptable due to problems with specifications and versatility, an open winding system with power supply isolation is recommended. can be used.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１に実施例１のオープン巻線システムの構成図を示す。図１において、三相交流電源１の出力側は変圧器２を介して、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続したＡＣ／ＤＣ変換器３の交流側に接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment examples.
(Example 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of the open winding system of the first embodiment. In FIG. 1, the output side of a three-phaseAC power supply 1 is connected via a transformer 2 to the AC side of an AC/DC converter 3 in which semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ are connected in a three-phase bridge. It is
（実施例１）
図１に実施例１のオープン巻線システムの構成図を示す。図１において、三相交流電源１の出力側は変圧器２を介して、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続したＡＣ／ＤＣ変換器３の交流側に接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment examples.
(Example 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of the open winding system of the first embodiment. In FIG. 1, the output side of a three-phase
４１は１次側直流部であり、正極母線Ｐ、負極母線Ｎ間に接続され、電流、電圧を所望の値に保つよう適宜配置されたコンデンサＣ、図示省略の抵抗・リアクトル等で構成されている。
Reference numeral 41 denotes a primary side DC section, which is connected between the positive electrode bus line P and the negative electrode bus line N, and is composed of a capacitor C appropriately arranged to keep the current and voltage at desired values, resistors and reactors (not shown), and the like. there is
１次側直流部４１のコンデンサＣの正、負極端（Ｐ，Ｎ）間には、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した１次側インバータ５１が接続されている。
A primary side inverter 51 in which semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ are connected in a three-phase bridge connection is connected between the positive and negative terminals (P, N) of the capacitor C of the primary side DC section 41 . ing.
１次側インバータ５１の交流出力側はオープン巻線モータ６０の１次側三相端子に接続されている。１次側直流部４１の正極母線Ｐと負極母線Ｎの間には、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０の入力側が接続されている。
The AC output side of the primary-side inverter 51 is connected to the primary-side three-phase terminals of the open winding motor 60 . An input side of an insulated DC/DC converter 70 is connected between the positive bus line P and the negative bus line N of the primary side DC section 41 .
絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０は、高周波トランス７３と、高周波トランス７３の１次側に接続され、半導体デバイスＳ１～Ｓ４をブリッジ接続した第１のフルブリッジ変換器７１と、高周波トランス７３の２次側に接続され、半導体デバイスＳ５～Ｓ８をブリッジ接続した第２のフルブリッジ変換器７２とを備えたＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）によって構成されている。
The insulated DC/DC converter 70 includes a high-frequency transformer 73, a first full-bridge converter 71 connected to the primary side of the high-frequency transformer 73 and having semiconductor devices S1 to S4 connected in a bridge, and a high-frequency transformer 73. It is composed of a DAB (Dual Active Bridge) provided with a second full-bridge converter 72 connected to the next side and bridge-connected with semiconductor devices S5 to S8.
絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０の出力側、すなわち第２のフルブリッジ変換器７２の正、負極端は２次側直流部４２の正極母線Ｐ、負極母線Ｎに接続されている。
The output side of the insulated DC/DC converter 70 , that is, the positive and negative terminals of the second full bridge converter 72 are connected to the positive bus line P and the negative bus line N of the secondary side DC section 42 .
２次側直流部４２は、正極母線Ｐ、負極母線Ｎ間に接続され、電流、電圧を所望の値に保つよう適宜配置されたコンデンサＣ、図示省略の抵抗・リアクトル等で構成されている。
The secondary side DC section 42 is connected between the positive electrode bus line P and the negative electrode bus line N, and is composed of a capacitor C, a resistor/reactor (not shown), etc., which are appropriately arranged so as to keep the current and voltage at desired values.
２次側直流部４２のコンデンサＣの正、負極端（Ｐ，Ｎ）間には、半導体デバイスＳＵ，ＳＶ，ＳＷ，ＳＸ，ＳＹ，ＳＺを三相ブリッジ接続した２次側インバータ５２が接続されている。
A secondary inverter 52 having a three-phase bridge connection of semiconductor devices SU, SV, SW, SX, SY, and SZ is connected between the positive and negative terminals (P, N) of the capacitor C of the secondary DC section 42 . ing.
２次側インバータ５２の交流出力側はオープン巻線モータ６０の２次側三相端子に接続されている。
The AC output side of the secondary inverter 52 is connected to the secondary three-phase terminals of the open winding motor 60 .
前記ＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）で構成される絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０は、高周波変圧器７３の１次側と２次側に各々設けた第１、第２のフルブリッジ変換器７１、７２の位相により電力送電の方向をコントロールできる。
The insulated DC/DC converter 70 composed of DAB (Dual Active Bridge) includes first and second full- bridge converters 71 and 72 provided on the primary and secondary sides of a high-frequency transformer 73, respectively. The direction of power transmission can be controlled by the phase of
すなわち、例えば１次に対して２次側位相を遅らせた場合、電力は１次→２次側に伝送され、１次に対して２次側位相を進ませた場合、電力は２次→１次側に伝送される。
That is, for example, when the secondary side phase is delayed with respect to the primary side, power is transmitted from the primary side to the secondary side, and when the secondary side phase is advanced with respect to the primary side, the power is transmitted from the secondary side to 1 transmitted to the next side.
２次側インバータ５２の直流電圧は、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０によって生成される。
A DC voltage for the secondary inverter 52 is generated by an insulated DC/DC converter 70 .
オープン巻線モータ６０は、２台のインバータ５１、５２の電位差で駆動される。
The open winding motor 60 is driven by the potential difference between the two inverters 51 and 52.
図１は本発明の対象とする電力変換システムの代表的なシステム構成例であり、本発明の適用対象はこれに限らない。例えば、１次側直流部４１のコンデンサＣがＡＣ／ＤＣ変換器３の出力端、１次側インバータ５１の入力端、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０入力端、にそれぞれ設けられている構成でもよい。
FIG. 1 is a typical system configuration example of the power conversion system targeted by the present invention, and the application target of the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the capacitor C of the primary side DC section 41 is provided at the output end of the AC/DC converter 3, the input end of the primary side inverter 51, and the input end of the insulated DC/DC converter 70 is also possible. good.
また、２次側直流部４２の直流電圧がＡＣ／ＤＣ変換器３の出力と直接接続され、１次側インバータ５１の直流電圧が絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０を用いて生成される構成や、１次側と２次側の両者の直流電圧が絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０にて生成される構成でもよい。重要なのは，オープン巻線モータ６０を駆動する１次側・２次側インバータ（５１、５２）の直流電圧のうち片方あるいは両方を絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器を用いて生成することである。
Further, the DC voltage of the secondary side DC section 42 is directly connected to the output of the AC/DC converter 3, and the DC voltage of the primary side inverter 51 is generated using the insulated DC/DC converter 70. , a configuration in which DC voltages on both the primary side and the secondary side are generated by the insulated DC/DC converter 70 may be used. What is important is that one or both of the DC voltages of the primary and secondary inverters (51, 52) driving the open winding motor 60 are generated using an isolated DC/DC converter.
図１において、インバータ部分の結線は図７と同じ電源絶縁形となっていることがわかる。ただし、絶縁された２つの直流部（４１、４２）に関して、図７では３巻線変圧器２０と２台のＡＣ／ＤＣ変換器３１、３２を用いて生成したのに対し、本実施例１の図１では通常の変圧器２と１台のＡＣ／ＤＣ変換器３と１台の絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０を用いて生成する構成となっている。つまり、直流電圧を生成するための構成が異なっている。
In Fig. 1, it can be seen that the connection of the inverter part is of the same power source insulation type as in Fig. 7. However, regarding the two insulated DC units (41, 42), in FIG. 1, the configuration is such that a normal transformer 2, one AC/DC converter 3, and one insulated DC/DC converter 70 are used for generation. That is, the configuration for generating the DC voltage is different.
この違いにより、実施例１の構成は通常の電源絶縁形に対してコスト・サイズの面で有利になる。
Due to this difference, the configuration of Embodiment 1 is advantageous in terms of cost and size compared to the normal power supply insulation type.
コストに関して、上述では既存設備の置き換え時の導入コストについて触れている。図７の電源絶縁形オープン巻線システムは３巻線変圧器２０が必要なことからシステムの総入れ替えが必要となるのがコスト増大の原因であった。しかし、本実施例の図１は、図３と見比べればわかるように三相交流電源から始まり変圧器・ＡＣ／ＤＣ変換器を介して直流部に到達するまでの構成が同一である。したがって、図３の構成の既設設備がある場合、変圧器２、ＡＣ／ＤＣ変換器３の更新が不要であり、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０とインバータ・モータのみ新設すればよい。
Regarding costs, the above mentions the introduction costs when replacing existing equipment. The power source isolation type open winding system of FIG. 7 requires a 3-winding transformer 20, so that the total replacement of the system is required, which is the cause of the increase in cost. However, as can be seen from a comparison with FIG. 3, FIG. 1 of this embodiment has the same configuration from the three-phase AC power source to the DC section via the transformer/AC/DC converter. Therefore, if there is an existing facility with the configuration shown in FIG. 3, the transformer 2 and the AC/DC converter 3 do not need to be updated, and only the insulated DC/DC converter 70 and the inverter/motor need to be newly installed.
なお、電源共通形でも同じ議論であるが、インバータは１次側と２次側の両者を必ずしも更新せずともよく、片方に既設設備のインバータを用いても良い。
The same argument applies to the common power supply type, but the inverter does not necessarily have to be updated on both the primary and secondary sides, and an existing inverter may be used on one side.
サイズに関して、本発明における絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０はＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）で構成されている。ＤＡＢの変圧器（７３）にはスイッチング周波数（数ｋＨｚ～１００ｋＨｚ程度）に応じた電圧が印加される。変圧器は一般に高周波運用であるほど小型化できるので、その目的で設計された高周波変圧器７３を用いれば商用周波数の変圧器よりもはるかに小型化ができる。このことから、図７のような３巻線変圧器に対する小型化を狙える。
Regarding the size, the insulated DC/DC converter 70 in the present invention is composed of a DAB (Dual Active Bridge). A voltage corresponding to the switching frequency (about several kHz to 100 kHz) is applied to the DAB transformer (73). Since a transformer can generally be made smaller for higher frequency operation, if a high frequency transformer 73 designed for that purpose is used, it can be made much smaller than a commercial frequency transformer. For this reason, it is possible to aim for miniaturization compared to a three-winding transformer as shown in FIG.
また、ＤＡＢではＺＶＳ（Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）によって半導体デバイスのスイッチング損失を低減できる利点があるため、図７のようにＡＣ／ＤＣ変換器を２台用いる場合よりも熱損失の点で有利である。以上より、本実施例１の構成は通常の電源絶縁形オープン巻線システムよりもシステムの小型化を見込める。
In addition, DAB has the advantage of reducing the switching loss of semiconductor devices by ZVS (Zero Voltage Switching), so it is more advantageous in terms of heat loss than the case of using two AC/DC converters as shown in FIG. As described above, the configuration of the first embodiment is expected to be more compact than a normal power-insulated open winding system.
尚図１では、絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０をＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）で構成したが、本発明の本質はあくまで絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器で絶縁された直流電圧を生成することであるので、ＤＡＢ以外の回路構成、例えばフライバックコンバータを用いても良い。
In FIG. 1, the insulated DC/DC converter 70 is composed of a DAB (Dual Active Bridge), but the essence of the present invention is to generate an insulated DC voltage with the insulated DC/DC converter. Therefore, a circuit configuration other than DAB, such as a flyback converter, may be used.
フライバックコンバータは大容量化には不向きであるが部品点数が少ないという利点がある。また、擬似共振方式を使用することでスイッチング損失を低減できる利点もある。
Although flyback converters are not suitable for increasing capacity, they have the advantage of having a small number of parts. There is also the advantage that switching loss can be reduced by using the quasi-resonant method.
ここで、電源共通形との比較を考える。上述したように本実施例１の構成はモータ・インバータ部分の結線は通常の電源絶縁形と全く変わらないので、電源絶縁形に対する利点はそのまま得ることができる。本実施例１は、零相電流の管理が不要である、高電圧化が容易である（零相電圧を重畳する電圧領域を使用可能である）、という点で電源共通形よりも有利である。
Here, consider a comparison with the common power supply type. As described above, in the configuration of the first embodiment, the connection of the motor/inverter portion is completely the same as that of the ordinary power supply insulation type, so that the advantages over the power supply insulation type can be obtained as they are. The present embodiment 1 is advantageous over the common power supply type in that it does not require management of the zero-phase current, and it is easy to increase the voltage (the voltage region in which the zero-phase voltage is superimposed can be used). .
以上のように、本実施例１の構成は電源絶縁形が本質的に持っている利点を損なわずに、コスト・サイズの点で通常の構成よりも優位になっている。
（実施例２）
図２に、バッテリを入力とする実施例２のオープン巻線システムの構成を示す。図２において図１と異なる点は、図１の三相交流電源１、変圧器２、ＡＣ／ＤＣ変換器３に代えて、１つのバッテリ１０を設けたことにあり、その他の部分は図１と同一に構成されている。 As described above, the configuration of the first embodiment is superior to the ordinary configuration in terms of cost and size without impairing the inherent advantages of the power supply isolation type.
(Example 2)
FIG. 2 shows the configuration of an open winding system according to a second embodiment that uses a battery as an input. 2 differs from FIG. 1 in that onebattery 10 is provided instead of the three-phase AC power supply 1, transformer 2, and AC/DC converter 3 in FIG. configured identically to
（実施例２）
図２に、バッテリを入力とする実施例２のオープン巻線システムの構成を示す。図２において図１と異なる点は、図１の三相交流電源１、変圧器２、ＡＣ／ＤＣ変換器３に代えて、１つのバッテリ１０を設けたことにあり、その他の部分は図１と同一に構成されている。 As described above, the configuration of the first embodiment is superior to the ordinary configuration in terms of cost and size without impairing the inherent advantages of the power supply isolation type.
(Example 2)
FIG. 2 shows the configuration of an open winding system according to a second embodiment that uses a battery as an input. 2 differs from FIG. 1 in that one
図２はバッテリ１つの直流電圧を絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器７０を介して２つの絶縁された直流部としている。
In FIG. 2, the DC voltage of one battery is converted to two insulated DC units through an insulated DC/DC converter 70. FIG.
このような構成とすれば、例えば図６の電源絶縁形オープン巻線システムで２つ必要であったバッテリを１つにすることができる。ここでのバッテリ（１０）は正負出力端をもつ直流電圧源という概念として扱っており、高電圧化・大電流化のために直列・並列に接続された複数の小バッテリ全体を１つのバッテリとみなしてもよい。
With such a configuration, for example, the power-insulated open winding system of FIG. 6, which required two batteries, can be reduced to one. The battery (10) here is treated as a DC voltage source with positive and negative output ends, and a plurality of small batteries connected in series/parallel for high voltage and large current are regarded as one battery. may be regarded as
充電機構の増設を含むとバッテリ２つの構成がコスト上許容されない場合や、仕様・汎用性の問題からバッテリが１つである構成しか許容されない場合でも電源絶縁形のオープン巻線システムを用いることができる。
Even if a configuration with two batteries is not acceptable due to cost reasons, including the addition of a charging mechanism, or a configuration with only one battery is acceptable due to problems with specifications and versatility, an open winding system with power supply isolation can be used. can.
電源共通形に対しては実施例１と同様に、零相電流の管理が不要である、高電圧化が容易である（零相電圧を重畳する電圧領域を使用可能である）、という点で有利である。
For the common power supply type, as in the first embodiment, there is no need to manage the zero-phase current, and it is easy to increase the voltage (the voltage region where the zero-phase voltage is superimposed can be used). Advantageous.
Claims (4)
- 互いに独立した複数相のオープン巻線を有するオープン巻線モータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの一方の巻線端子に接続された第１のインバータと、
直流電力を交流電力に変換するインバータであって、交流側が前記オープン巻線モータの他方の巻線端子に接続された第２のインバータと、
前記第１のインバータと第２のインバータのいずれか一方のインバータの直流部に接続された直流電源と、
前記第１のインバータと第２のインバータの、いずれか一方の直流電圧又は両方の直流電圧を生成する絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えたことを特徴とするオープン巻線モータ・インバータシステム。 an open winding motor having open windings of a plurality of phases independent of each other;
a first inverter for converting DC power into AC power, the AC side of which is connected to one winding terminal of the open winding motor;
a second inverter that converts DC power to AC power, the AC side of which is connected to the other winding terminal of the open winding motor;
a DC power supply connected to a DC section of one of the first inverter and the second inverter;
An open-winding motor/inverter system, comprising: an insulated DC/DC converter that generates either one or both of the DC voltages of the first inverter and the second inverter. . - 前記絶縁形ＤＣ／ＤＣ変換器は、高周波トランスと、前記高周波トランスの１次側に接続された第１のフルブリッジ変換器と、前記高周波トランスの２次側に接続された第２のフルブリッジ変換器と、を備えたＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のオープン巻線モータ・インバータシステム。 The isolated DC/DC converter includes a high frequency transformer, a first full bridge converter connected to the primary side of the high frequency transformer, and a second full bridge connected to the secondary side of the high frequency transformer. 2. The open-winding motor/inverter system according to claim 1, comprising a DAB (Dual Active Bridge) including a converter.
- 前記直流電源は三相交流電源の三相交流を直流に変換して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオープン巻線モータ・インバータシステム。 The open-winding motor/inverter system according to claim 1 or 2, wherein the DC power supply is configured by converting a three-phase AC power supply into a DC power supply.
- 前記直流電源は、１つのバッテリで構成されているか、あるいは直列接続又は並列接続された複数のバッテリで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオープン巻線モータ・インバータシステム。 3. The open-winding motor/inverter system according to claim 1, wherein the DC power supply is composed of one battery, or composed of a plurality of batteries connected in series or in parallel. .
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