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公開番号2025077428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189615
出願日2023-11-06
発明の名称回転電機制御装置
出願人株式会社BluE Nexus
代理人弁理士法人R&C
主分類H02P 25/22 20060101AFI20250512BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回路規模が大きくなることを抑制しつつ、オープン巻線型の回転電機を駆動制御する複数のインバータのそれぞれの直流側の電圧を平滑する複数の直流リンクキャパシタを迅速に放電させる。
【解決手段】回転電機制御装置は、急速放電抵抗R3に電流を流す急速放電制御では、第1コンタクタS1及び第2コンタクタS2を開放すると共に第3コンタクタS3を接続して、第2インバータ2を回転電機80に電力を与える力行モードでスイッチング制御すると共に、第1インバータ1を回転電機80から電力を受け取る回生モードでスイッチング制御して、第1直流リンクキャパシタC1及び第2直流リンクキャパシタC2の電荷を急速放電抵抗R3により放電させる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数相のオープン巻線を有する回転電機を、第１インバータ及び第２インバータを介して駆動制御する回転電機制御装置であって、
前記第１インバータは、第１直流電源に第１コンタクタを介して接続され、
前記第２インバータは、前記第１直流電源とは電気的に独立した第２直流電源に第２コンタクタを介して接続され、
前記第１コンタクタと前記第１インバータとの間には、前記第１インバータの直流側の電圧を平滑化する第１直流リンクキャパシタが接続され、
前記第２コンタクタと前記第２インバータとの間には、前記第２インバータの直流側の電圧を平滑化する第２直流リンクキャパシタが接続され、
前記第１直流リンクキャパシタには、急速放電抵抗と、第３コンタクタとが直列接続された急速放電回路が、さらに並列に接続され、
前記第１インバータ及び前記第２インバータは、それぞれ交流１相分のレッグが上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子との直列回路により構成され、
前記第１インバータは、前記第１直流電源及び複数相の前記オープン巻線の一端側に接続されて前記第１直流電源の側の直流と複数相の交流との間で電力を変換し、
前記第２インバータは、前記第２直流電源及び複数相の前記オープン巻線の他端側に接続されて前記第２直流電源の側の直流と複数相の交流との間で電力を変換し、
当該回転電機制御装置は、
前記第１インバータと前記第２インバータとのそれぞれを、互いに独立して制御可能であり、
前記急速放電抵抗に電流を流す急速放電制御では、
前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを開放すると共に前記第３コンタクタを接続して、
前記第２インバータを前記回転電機に電力を与える力行モードでスイッチング制御すると共に、前記第１インバータを前記回転電機から電力を受け取る回生モードでスイッチング制御して、
前記第１直流リンクキャパシタ及び前記第２直流リンクキャパシタの電荷を前記急速放電抵抗により放電させる、回転電機制御装置。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
前記急速放電制御では、前記第１インバータを介して前記回転電機に生じさせるトルクと、前記第２インバータを介して前記回転電機に生じさせるトルクとの和がゼロとなるように、前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する、請求項１に記載の回転電機制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数相のオープン巻線を有する回転電機を、第１インバータ及び第２インバータを介して駆動制御する回転電機制御装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１６－８６５７８号公報には、直流電源（１０）と、交流の回転電機（８）と、直流と交流との間で電力を変換するインバータ（７）とを備えたモータ駆動システム（９）が開示されている（背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。）。インバータ（７）の直流側と、直流電源（１０）とは、コンタクタ（１２）を介して接続されており、コンタクタ（１２）を開放状態とすることでインバータ（７）と直流電源（１０）との電気的接続を遮断できるように構成されている。コンタクタ（１２）とインバータ（７）との間には、インバータ（７）の直流側の電圧を平滑化する直流リンクキャパシタ（１３）が備えられている。インバータ（７）が動作している状態でコンタクタ（１２）が開放状態となった場合でも、直流リンクキャパシタ（１３）には電荷が溜まっている。例えば、高圧の直流電源（１０）との電気的な接続が遮断されていても、直流リンクキャパシタ（１３）が放電するまでの間は、比較的高い電圧がインバータ（７）の直流側に印加されている状態が継続する。
【０００３】
そこで、直流リンクキャパシタ（７）の残存電荷を迅速に放電させるために、直流リンクキャパシタ（１３）と並列に、放電回路が設けられている。放電回路は、放電抵抗（５０）とスイッチング素子（５５）との直列回路により構成されている。スイッチング素子（５５）がオン状態に制御されると、放電抵抗（５０）を介して直流リンクキャパシタ（１３）の正極側と負極側との間が接続され、残存電荷が放電抵抗（５０）を流れることで熱に変換されて消費される。残存電荷を迅速に放電させるため、放電抵抗（５０）の抵抗値は比較的小さく、放電回路を流れる電流の値も大きい。このため、スイッチング素子（５０）及び放電抵抗（５０）は比較的大きな体格となることが多い。
【０００４】
特開２０１８－１９６１７７号公報には、複数相のオープン巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ）を有する回転電機（４０）を、第１インバータ（２０）及び第２インバータ（３０）を介して駆動制御する回転電機制御装置が開示されている。第１インバータ（２０）には第１コンタクタ（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）を介して第１直流電源（１０）が接続され、第２インバータ（３０）には第２コンタクタ（ＳＭＲ３，ＳＭＲ４）を介して第２直流電源（４２）が接続されている。また、第１インバータ（２０）の直流側には、第１直流リンクキャパシタ（５１）が備えられ、第２インバータ（３０）の直流側には第２直流リンクキャパシタ（５２）が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－８６５７８号公報
特開２０１８－１９６１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２０１８－１９６１７７号公報に開示されたようなオープン巻線の回転電機を駆動するシステムでは、直流リンクキャパシタも複数設けられている。このため、特開２０１６－８６５７８号公報に開示されたシステムのように直流リンクキャパシタを放電するための放電回路も複数設ける必要がある。上述したように、放電回路を流れる電流の値は比較的大きいため、放電回路を構成する回路素子も比較的大きな体格となり易く、回路の大型化やコストの増大を招き易い。
【０００７】
上記に鑑みて、回路規模が大きくなることを抑制しつつ、オープン巻線型の回転電機を駆動制御する複数のインバータのそれぞれの直流側の電圧を平滑する複数の直流リンクキャパシタを迅速に放電させる技術の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記に鑑みた、複数相のオープン巻線を有する回転電機を、第１インバータ及び第２インバータを介して駆動制御する回転電機制御装置は、前記第１インバータが、第１直流電源に第１コンタクタを介して接続され、前記第２インバータが、前記第１直流電源とは電気的に独立した第２直流電源に第２コンタクタを介して接続され、前記第１コンタクタと前記第１インバータとの間には、前記第１インバータの直流側の電圧を平滑化する第１直流リンクキャパシタが接続され、前記第２コンタクタと前記第２インバータとの間には、前記第２インバータの直流側の電圧を平滑化する第２直流リンクキャパシタが接続され、前記第１直流リンクキャパシタには、急速放電抵抗と、第３コンタクタとが直列接続された急速放電回路が、さらに並列に接続され、前記第１インバータ及び前記第２インバータは、それぞれ交流１相分のレッグが上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子との直列回路により構成され、前記第１インバータは、前記第１直流電源及び複数相の前記オープン巻線の一端側に接続されて前記第１直流電源の側の直流と複数相の交流との間で電力を変換し、前記第２インバータは、前記第２直流電源及び複数相の前記オープン巻線の他端側に接続されて前記第２直流電源の側の直流と複数相の交流との間で電力を変換し、当該回転電機制御装置は、前記第１インバータと前記第２インバータとのそれぞれを、互いに独立して制御可能であり、前記急速放電抵抗に電流を流す急速放電制御では、前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを開放すると共に前記第３コンタクタを接続して、前記第２インバータを前記回転電機に電力を与える力行モードでスイッチング制御すると共に、前記第１インバータを前記回転電機から電力を受け取る回生モードでスイッチング制御して、前記第１直流リンクキャパシタ及び前記第２直流リンクキャパシタの電荷を前記急速放電抵抗により放電させる。
【０００９】
この構成によれば、第１直流リンクキャパシタ及び第２直流リンクキャパシタの双方を、第１直流リンクキャパシタに並列接続された１つの急速放電回路を用いて放電させることができる。２つの直流リンクキャパシタに対して、大きな電流が流れる急速放電回路が１つだけ設けられるため、回路規模の増大を抑制することができる。即ち、本構成によれば、回路規模が大きくなることを抑制しつつ、オープン巻線型の回転電機を駆動制御する複数のインバータのそれぞれの直流側の電圧を平滑する複数の直流リンクキャパシタを迅速に放電させることができる。即ち、本構成によれば、回路規模が大きくなることを抑制しつつ、オープン巻線型の回転電機を駆動制御する複数のインバータのそれぞれの直流側の電圧を平滑する複数の直流リンクキャパシタを迅速に放電させることができる。
【００１０】
回転電機制御装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する例示的且つ非限定的な実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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