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公開番号2024077074
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-07
出願番号2022188897
出願日2022-11-28
発明の名称電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240531BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数相を備えた電力変換装置のスイッチング素子を駆動するPWM信号入力の瞬時値に基づいて駆動状態を判断した場合、二相変調制御等の影響で駆動状態を遮断状態と誤認識することがあった。
【解決手段】回転電機に駆動電力を供給するスイッチング素子と、PWM駆動信号をスイッチング素子に出力するPWM出力設定器と、PWM駆動信号を電気的に帰還する駆動信号帰還回路と、駆動信号帰還回路により帰還したPWM駆動信号とPWM出力設定器のPWMデューティの設定に基づいて、スイッチング素子の遮断状態を判断するスイッチング素子遮断状態判断部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
回転電機を駆動するよう接続される電力変換装置であって、前記回転電機に駆動電力を供給するスイッチング素子と、PWM駆動信号を前記スイッチング素子に出力するPWM出力設定器と、前記PWM駆動信号を電気的に帰還する駆動信号帰還回路と、前記駆動信号帰還回路により帰還したPWM駆動信号と前記PWM出力設定器のPWMデューティの設定に基づいて、前記スイッチング素子の遮断状態を判断するスイッチング素子遮断状態判定部とを備えたことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示(約 740 文字)【請求項2】
回転電機電流を取得する電流検出部をさらに備え、前記駆動信号帰還回路の出力であるPWM駆動信号がオフ状態であり、かつ前記PWM出力設定器に設定されたPWM出力の設定がPWM出力を停止する設定であり、かつ、前記電流検出部の検出値が予め定められた電流値を下回っている場合に、前記スイッチング素子遮断状態判定部は、前記スイッチング素子が遮断状態にあると判定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記駆動信号帰還回路により電気的に帰還した駆動信号と前記PWM出力設定器の設定の両方が遮断状態に相当する場合に前記スイッチング素子が遮断状態にあると判定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記PWM出力設定器に設定されたPWM出力設定が遮断状態の設定であり、かつ前記駆動信号帰還回路により帰還したPWM駆動信号が遮断状態を示す信号でなかった場合に、前記駆動信号帰還回路が異常であると判定し、前記回転電機に供給する電力量を制限することを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記電力変換装置は前記電力変換装置に関する異常状態を検出する異常検出部を有し、前記スイッチング素子が遮断状態にある場合は、前記異常検出部を停止することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記電力変換装置は、さらに外部の制御装置との間で通信する通信手段を有し、前記スイッチング素子が遮断状態にある場合は、前記通信手段によって前記外部の制御装置に通知することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本願は、電力変換装置に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来の電力変換装置のスイッチング素子の遮断状態の判定は、モータ制御部と駆動回路の間の導通/遮断を切替えるためのa接点と、このa接点と相補的に連動するb接点とを安全リレーに有しておりこれらを相補的に連動することで行っている。すなわち、a接点は励磁コイルの非通電時に開状態(オープン)となり、励磁コイルに電圧が印加されると閉状態(クローズ)となる設定であり、b接点とは、励磁コイルの非通電時に閉状態(クローズ)となり、励磁コイルに電圧が印加されると開状態(オープン)となる。安全リレーのa接点が開状態(遮断状態)になると、b接点が閉状態になることでクローズ信号が安全制御部に入力される。一方、安全リレーにオン信号を印加したにもかかわらず、a接点の不具合により閉状態のまま切り替わらなければb接点は閉状態にならないため安全制御部にクローズ信号が入力されない。従って、安全制御部はクローズ信号を監視することで遮断回路の故障あるいは不具合を検出していた(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2018/155423号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のスイッチング素子の遮断状態の判定では、クローズ信号のみを監視しており、何らかの異常により。クローズ信号が誤検知される場合などに安全制御部が誤認する恐れがある。また、複数相を有するモータに接続される電力変換装置に適用した場合、スイッチング素子を駆動する駆動信号を電気的に帰還した入力の瞬時値に基づいて駆動状態を判断する際、駆動状態を誤って遮断状態と認識する恐れがあるという課題があった。
【0005】
本願は、上述のような課題を解決するもので、スイッチング素子の駆動状態を誤って遮断状態と認識することがない信頼性の高い電力変換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に開示される電力変換装置は、回転電機を駆動するよう接続されるものであって、回転電機に駆動電力を供給するスイッチング素子と、PWM駆動信号をスイッチング素子に出力するPWM出力設定器と、PWM駆動信号を電気的に帰還する駆動信号帰還回路と、駆動信号帰還回路により帰還したPWM駆動信号とPWM出力設定器のPWMデューティの設定に基づいて、スイッチング素子の遮断状態を判断するスイッチング素子遮断状態判定部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本願に開示される電力変換装置によれば、PWM出力設定器の設定内容を併せて参照してスイッチング素子の遮断状態を判定するため、スイッチング素子が駆動状態にあるにもかかわらず、誤って遮断状態と認識することがない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施の形態1に係る電力変換装置の内部処理を示すブロック図である。
実施の形態1に係るスイッチング素子の構成を説明する図である。
実施の形態1に係るPWM出力設定器のPWM駆動信号の導出の演算処理を示すチャート図である。
実施の形態2に係る電力変換装置の内部処理を示すブロック図である。
実施の形態3に係る電力変換装置の内部処理を示すブロック図である。
実施の形態4に係る電力変換装置の内部処理を示すブロック図である。
実施の形態1から4に係る中央演算装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本願に係る電力変換装置の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。
【0010】
実施の形態1.
図1に示すように、電力変換装置1は三相ブラシレスモータ2に電力を授受するように接続される。図2に示すように、電力変換装置1のスイッチング素子11は三組の上下スイッチ110~112からなり、電力変換装置1の中央演算装置10内のPWM(Puls Width Modulation)出力設定器102からの信号に応じて、それぞれの上下スイッチの出力端子110c、111c、112cから出力される電圧を三相ブラシレスモータ2の三相線3に印加する。なお、図1中、中央演算装置10内に記載の破線左側に配置される機能(図1では、制御演算部101とスイッチング素子遮断状態判定部100)は、例えばマイコンのソフトウェアにより実現される機能であり、破線の右側(図1では、PWM出力設定器102)は、特殊機能レジスタなどのハードウェアにより実現される機能を示している。後述する図4、図5、図6に記載される中央演算装置10内に記載の破線も同様の意味を有する。
(【0011】以降は省略されています)

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