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公開番号2023042938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150371
出願日2021-09-15
発明の名称インバータ制御装置、及びプログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 27/08 20060101AFI20230320BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避できるインバータ制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置37は、回転電機20及びインバータ30を備える制御システムに適用される。制御装置37は、回転電機20のステータ巻線21に弱め界磁電流を流しつつスイッチング制御を実行している場合において、インバータ30及び回転電機20のうち少なくとも一方の温度が温度閾値を超えたと判定したとき、キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、弱め界磁電流を減少させる。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置(37)において、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する取得部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる、インバータ制御装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した温度が高いほど、前記キャリア信号の周波数を低減させる、請求項1に記載のインバータ制御装置。
【請求項3】
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、前記キャリア信号の周波数が低いほど、前記弱め界磁電流を低減させる、請求項1又は2に記載のインバータ制御装置。
【請求項4】
前記スイッチ制御部は、前記キャリア信号の周波数が下限周波数(fL)を下回らないようにする、請求項1~3のいずれか一項に記載のインバータ制御装置。
【請求項5】
前記スイッチ制御部は、
取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、前記キャリア信号の周波数を低減させ始め、かつ、前記弱め界磁電流を減少させ始め、
前記キャリア信号の周波数を低減させることに伴う、前記インバータ及び前記回転電機で発生する損失の増加量(Wh)が、前記弱め界磁電流を減少させることに伴う前記損失の減少量(Wf)以上になったか否かを都度判定し、前記増加量が前記減少量以上になったと判定した場合、前記キャリア信号の周波数の低減と、前記弱め界磁電流の減少とを停止させる、請求項1~4のいずれか1項に記載のインバータ制御装置。
【請求項6】
前記取得部は、前記インバータ及び前記回転電機のうち、許容上限温度が低い方の温度である第1温度(Tmgd)と、許容上限温度が高い方の温度である第2温度(Tinvd)とを取得し、
前記温度閾値は、第1温度閾値(TAH)と、前記第1温度閾値よりも高い第2温度閾値(TBH)とであり、
前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した前記第1温度が前記第1温度閾値を超えたとの条件、及び取得した前記第2温度が前記第2温度閾値を超えたとの条件のうち、いずれかの条件が成立したと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる、請求項1~5のいずれか1項に記載のインバータ制御装置。
【請求項7】
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
コンピュータ(37a)と、
を備える制御システムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行する処理と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する処理と、
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる処理と、
を実行させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、インバータ制御装置、及びプログラムに関する。
続きを表示(約 1,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に記載されているように、ステータ巻線を有する回転電機と、ステータ巻線に電気的に接続されるインバータとを備える制御システムに適用されるインバータ制御装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平3-198601号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
回転電機の高速回転領域において、ステータ巻線に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御が実行され得る。この場合、回転電機に所定トルクを発生させるためにステータ巻線に流す電流ベクトルの大きさは、弱め界磁制御が行われていない場合よりも大きくなる。このため、弱め界磁制御が実行される場合、弱め界磁制御が実行されない場合よりもインバータ及び回転電機の発熱量が多くなり、インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になり得る。
【0005】
インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になることを回避するために、回転電機の指令トルクを低下させることも考えられる。しかしながら、この場合、回転電機の駆動を適正に継続できなくなる懸念がある。
【0006】
本発明は、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避できるインバータ制御装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、ステータ巻線を有する回転電機と、前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータと、を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置において、前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する取得部と、を備え、前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度が温度閾値を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる。
【0008】
本発明では、ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつスイッチング制御が実行されている場合において、取得部により取得された温度が温度閾値を超えたと判定されたとき、キャリア信号の周波数を低減させる。これにより、単位時間当たりのスイッチング回数が減らされるため、インバータの電圧利用率が高くなり、また、インバータ及び回転電機の発熱量を抑制できる。
【0009】
電圧利用率が高くなることにより、回転電機のトルクに余裕がでる。そこで、本発明では、弱め界磁電流を減少させる。これにより、ステータ巻線に流れる電流ベクトルの大きさを減少させ、インバータ及び回転電機の発熱量を抑制し、インバータ及び回転電機が過熱状態にならないようにすることができる。この際、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下を電圧利用率の向上によって抑制したり、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下分を電圧利用率の向上によって補償したりすることができる。
【0010】
以上説明した本発明によれば、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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