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公開番号2025154172
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057032
出願日2024-03-29
発明の名称インバータ一体型電動機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類H02P 29/60 20160101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング素子の温度を精度良く推定することができるインバータ一体型電動機を提供すること。
【解決手段】インバータ一体型電動機は、電動モータ11と、インバータ10と、スイッチング部21と、インバータハウジングとを有し、インバータ10は、ドライバー24と、スイッチング部21と、スイッチング素子Qを冷却する冷却水温度を検出する温度検出部15と、スイッチング部21を制御する制御部30とを備え、制御部30は、冷却水温度に基づいて、スイッチング部21の損失を特定する損失特定部38と、冷却水温度に基づいて、スイッチング素子Qの熱抵抗を特定する熱抵抗特定部39と、損失と、熱抵抗とに基づいて、スイッチング素子Qの温度を推定する温度推定部40と、推定されたスイッチング素子Qの温度が高温である場合、スイッチング素子Qの出力を抑制するようにドライバー24を制御するPWM制御部37と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と一体回転する回転子、及びコイルが巻回され、前記回転子が内周側に配置された円筒状の固定子を有する電動モータと、
前記電動モータを駆動するインバータと、
前記電動モータと、前記インバータとを収容するとともに、前記インバータを冷却する冷却水が内部を流れる冷却水路を備えるハウジングと、を有し、
前記インバータは、
ドライバーと、
前記ドライバーによって駆動されるスイッチング素子であって、温度検出機能を有していない前記スイッチング素子とを有するスイッチング部と、
前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、
前記スイッチング部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記冷却水の温度に基づいて、前記スイッチング部の損失を特定する損失特定部と、
前記冷却水の温度に基づいて、前記スイッチング素子の熱抵抗を特定する熱抵抗特定部と、
前記損失と、前記熱抵抗とに基づいて、前記スイッチング素子の温度を推定する温度推定部と、
前記温度推定部によって推定された前記スイッチング素子の温度が高温である場合、前記スイッチング素子の出力を抑制するように前記ドライバーを制御する動作制御部と、
を備えるインバータ一体型電動機。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記損失特定部は、冷却水路を流れる前記冷却水の流量に更に基づいて、前記損失を特定する、
請求項１に記載のインバータ一体型電動機。
【請求項３】
前記スイッチング部は、変換する電力の相に応じた数のアームと、前記アームに対応する数の複数の前記スイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子の温度を前記アーム毎に検出する素子温度検出部と、
前記素子温度検出部の検出結果と、前記損失とに基づいて、前記アーム毎の損失である相損失を特定する相損失特定部と、を更に備え、
前記温度推定部は、前記相損失と、前記スイッチング素子毎の前記熱抵抗とに基づいて、前記スイッチング素子毎の温度を推定し、
前記動作制御部は、複数の前記スイッチング素子の温度のうち、高温である前記スイッチング素子の出力を抑制するように前記ドライバーを制御する、
請求項１、又は請求項２に記載のインバータ一体型電動機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ一体型電動機に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インバータが備える複数のスイッチング素子に対して、それぞれサーミスタ等の温度検出部を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このインバータでは、各スイッチング素子の温度が所定の閾値を超えた場合、スイッチング素子に流れる電流を制限することで、スイッチング素子を保護することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２６１０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、スイッチング素子の近傍に設けられた温度検出部では、スイッチング素子の内部温度を精度良く検出することが困難である場合がある。したがって、特許文献１に開示の技術では、スイッチング素子の温度の閾値に、温度検出部の検出精度に基づいた余裕を持たせる必要があり、インバータの性能を十分に引き出すことができない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するインバータ一体型電動機は、回転軸と一体回転する回転子、及びコイルが巻回され、前記回転子が内周側に配置された円筒状の固定子を有する電動モータと、前記電動モータを駆動するインバータと、前記電動モータと、前記インバータとを収容するとともに、前記インバータを冷却する冷却水が内部を流れる冷却水路を備えるハウジングと、を有し、前記インバータは、ドライバーと、前記ドライバーによって駆動されるスイッチング素子であって、温度検出機能を有していない前記スイッチング素子とを有するスイッチング部と、前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、前記スイッチング部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記冷却水の温度に基づいて、前記スイッチング部の損失を特定する損失特定部と、前記冷却水の温度に基づいて、前記スイッチング素子の熱抵抗を特定する熱抵抗特定部と、前記損失と、前記熱抵抗とに基づいて、前記スイッチング素子の温度を推定する温度推定部と、前記温度推定部によって推定された前記スイッチング素子の温度が高温である場合、前記スイッチング素子の出力を抑制するように前記ドライバーを制御する動作制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、スイッチング素子の温度を精度良く推定することができる。
上記目的を達成するインバータ一体型電動機において、前記損失特定部は、冷却水路を流れる前記冷却水の流量に更に基づいて、前記損失を特定してもよい。
【０００７】
かかる構成によれば、スイッチング素子の温度を更に精度良く推定することができる。
上記目的を達成するインバータ一体型電動機は、前記スイッチング部は、変換する電力の相に応じた数のアームと、前記アームに対応する数の複数の前記スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子の温度を前記アーム毎に検出する素子温度検出部と、前記素子温度検出部の検出結果と、前記損失とに基づいて、前記アーム毎の損失である相損失を特定する相損失特定部と、を更に備え、前記温度推定部は、前記相損失と、前記スイッチング素子毎の前記熱抵抗とに基づいて、前記スイッチング素子毎の温度を推定し、前記動作制御部は、複数の前記スイッチング素子の温度のうち、高温である前記スイッチング素子の出力を抑制するように前記ドライバーを制御してもよい。
【０００８】
かかる構成によれば、スイッチング素子の温度を更に精度良く推定しつつ、各スイッチング素子の性能を十分に引き出すことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スイッチング素子の温度を精度良く推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、電動圧縮機の説明に用いられる図である。
図２は、電動圧縮機の説明に用いられる図である。
図３は、冷却水路の一例を示す図である。
図４は、制御部の処理の一例を示すフローチャートである。
図５は、変形例の電動圧縮機の説明に用いられる図である。
図６は、素子温度検出部の設置位置の説明に用いられる図である。
図７は、制御部の処理の他の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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