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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（ＰｕｌｓＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）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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