本发明专利技术所涉及的交流旋转电机的控制装置包括：功率转换器(4)，该功率转换器(4)具有连接于交流旋转电机(2)的多个开关元件，对交流旋转电机(2)施加电压；开闭器(5)，该开闭器(5)对交流旋转电机(2)与功率转换器(4)的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元(3)，该开关元件控制单元(3)对开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元(6)，该开闭器控制单元(6)对开闭器(5)的开闭进行控制，在功率转换器(4)、交流旋转电机(2)或其电连接路径发生故障的情况下，开闭器控制单元(6)根据交流旋转电机(5)的旋转信息来控制开闭器(5)的开与闭。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种交流旋转电机的控制装置以及使用该控制装置的电动助力转向装置。
技术介绍
专利文献1中示出了现有装置的示例。该电动助力转向装置中，即使构成功率转换单元的多个开关元件中的任意开关元件发生短路故障，也能持续辅助方向盘转向。该电动助力转向装置包括设置于功率转换部与三相无刷电机之间的三个继电器即开闭器，控制部在开关元件中的任意开关元件发生短路故障时，利用某个继电器切断发生短路故障的开关元件与无刷电机之间的连接，经由功率转换部对无刷电机提供交流电。由此，能够对无刷电机提供两相交流电。因此，能够持续辅助方向盘转向。另外，专利文献2中示出了其他现有装置的示例。该多相交流电动机的电动机控制装置在开关元件中的任意开关元件发生短路故障的情况下，由异常时电流控制单元来产生与异常状态相应的异常时电压指令，并由异常时电流控制单元执行电流控制以取代正常时电流控制单元。该电动机控制装置中，异常时电流控制单元在电动机的旋转角度位于难以避免产生制动转矩的角度范围时，暂时性地对一个以上相的开关元件发出断开状态的指令。由此，能在难以避免产生制动转矩的区域内使制动转矩最小化，另外，还能在除此以外的区域内输出动力运行转矩。另外，专利文献3中示出了其他现有装置的示例。控制装置具有具备多个绕组组的多相旋转电机及多个系统的功率转换器，在开关元件中的一个开关元件发生导通故障时，该控制装置使发生故障的系统的所有开关元件成为断开状态，停止由发生故障的系统对电动机进行的驱动，并对未发生故障的系统进行控制，以使得抵消在发生故障的系统中产生的制动转矩。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2009-35155号公报专利文献2：日本专利第4772116号公报专利文献3：日本专利特开2011-78230号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述专利文献1那样的装置中，由于利用继电器来阻断开关元件的发生了短路故障的相，因此有一相成为开放状态。此时，所能输出的转矩在交流旋转电机每旋转一周时，在两个角度处成为零。因此，存在转矩脉动较大且在该角度下旋转电机的旋转容易减速的问题。另外，在上述专利文献2那样的装置中，在交流旋转电机与功率转换器的连接路径上不具备继电器即开闭器，使功率转换器的开关元件的控制应对故障状态，从而还存在如下问题：虽然制动转矩得到了最小化，但无法使制动转矩为零。例如，如上述专利文献3的图19所示，在低速旋转下，如(a)那样，能使制动转矩几乎为零，但在高速旋转下，如(b)那样，制动转矩变大。另外，在上述专利文献3那样的装置中，分别具备两个由绕组和功率转换器组成的系统，因此，存在装置尺寸变大且成本变高的问题。本专利技术为解决上述问题而得以完成，其目的在于提供一种交流旋转电机的控制装置，其能抑制尺寸、成本，并且还能在开关元件发生短路故障，或功率转换器与绕组之间的路径发生接地或接电源故障的情况下，通过排除制动转矩且减少转矩为零的部位，来提高输出转矩。解决技术问题的技术方案本专利技术所涉及的交流旋转电机的控制装置包括：功率转换器，该功率转换器具有连接于交流旋转电机的多个开关元件，对交流旋转电机施加电压；开闭器，该开闭器对交流旋转电机与功率转换器的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元，该开关元件控制单元对开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元，该开闭器控制单元对开闭器的开闭进行控制，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，开闭器控制单元根据交流旋转电机的旋转信息来控制开闭器的开与闭。专利技术效果根据本专利技术，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，根据交流旋转电机的旋转信息来控制开闭器的开与闭，因此能够在不具备开闭器而产生制动转矩的动作区域内排除制动转矩，获得零以上的动力运行转矩。而且，由于不使发生故障的相的开闭器始终处于断开状态，而是根据交流旋转电机的旋转状态来使其闭合，因此能减少转矩变为零的角度。而且，无需具备两个由绕组、功率转换器构成的系统等而造成冗余，从而尺寸不会增大而能降低成本。由此，本专利技术的交流旋转电机的控制装置能起到以往没有的显著效果。本专利技术的上述以外的目的、特征、观点及效果通过参照附图并进行下述对本专利技术的详细说明来进一步阐明。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的交流旋转电机的控制装置的框图。图2是示出本专利技术的实施方式1中发生下侧故障时的模式I下的动力运行转矩区域及制动转矩区域(转矩区域映射)的图。图3是示出本专利技术的实施方式1中发生下侧故障时的模式II下的动力运行转矩区域及电流流过故障相或产生制动转矩的区域(转矩区域映射)的图。图4是表示本专利技术的实施方式1的U相开路状态下转矩与旋转角度之间的关系的图。图5是示出本专利技术的实施方式1中发生上侧故障时的模式I下的动力运行转矩区域及制动转矩区域(转矩区域映射)的图。图6是示出本专利技术的实施方式1中发生上侧故障时的模式II下的动力运行转矩区域及电流流过故障相或产生制动转矩的区域的图。图7是表示本专利技术的实施方式1的开闭器控制单元的框图。图8是表示本专利技术的实施方式1的开闭指令单元中开闭器的指令与模式及故障相之间的关系的图。图9是表示本专利技术的实施方式1中发生下侧故障时所能实现的转矩的图。图10是表示本专利技术的实施方式1中发生上侧故障时所能实现的转矩的图。图11是表示本专利技术的实施方式2的交流旋转电机的控制装置的框图。图12是表示本专利技术的实施方式2中模式II下的动力运行转矩区域及转矩为零的区域的图。图13是表示本专利技术的实施方式2中发生上侧故障时所能实现的转矩的图。图14是表示本专利技术的实施方式3的开闭器的结构的图。图15是表示本专利技术的实施方式3的开闭器的结构的变形例的图。图16是表示本专利技术的实施方式5中旋转速度与制动转矩的关系的图。图17是表示本专利技术的实施方式6中示出相对于旋转角度的使用模式的转矩区域映射的图。图18是表示本专利技术的实施方式7的开闭器的结构的图。图19是表示本专利技术的实施方式9所涉及的电动助力转向装置的框图。具体实施方式实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式1的交流旋转电机2的控制装置1与其周边结构的图。图1中，在控制装置1的周边具备交流旋转电机2及电源10。交流旋转电机2例如可以使用永磁体同步电动机、无刷电动机等一般已知的电动机。控制装置1对具备U、V、W相这三相绕组的交流旋转电机(以下也成为电动机)2进行控制。控制装置1在检测电动机2的旋转信息的旋转检测单元7中计算电动机2的旋转角度及旋转速度。另外，控制装置1利用电流检测器CU、CV、CW来检测流过电动机2各相的电流。控制装置1具备：电流控制单元31，该电流控制单元31根据相当于电动机2的输出转矩目标值的电流指令(也称作q轴电流指令)、电动机2各相的检测电流、旋转角度来决定三相电压指令；以及开关元件控制单元3，该开关元件控制单元3由开关元件驱动单元32来构成，该开关元件驱动单元32对来自电流控制单元31的三相电压指令进行PWM调制并对功率转换器4指示开关操作。另外，还包括功率转换器4，该功率转换器4从开关元件驱动单元32接收开关操作信号，实现由MOS－FET构成的开关元件UP、UN、VP、VN、WP、WN的斩波控制，从电源10对电动机2的各相提供电力。此外，电流控制单元31能够根据电流指令及电动机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交流旋转电机的控制装置，其特征在于，包括：功率转换器，该功率转换器具有连接于交流旋转电机的多个开关元件，对所述交流旋转电机施加电压；开闭器，该开闭器对所述交流旋转电机与所述功率转换器的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元，该开关元件控制单元对所述开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元，该开闭器控制单元对所述开闭器的开闭进行控制，在所述功率转换器、所述交流旋转电机或所述功率转换器与所述交流旋转电机的电连接路径发生故障的情况下，所述开闭器控制单元根据所述交流旋转电机的旋转信息来控制所述开闭器的开与闭。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流旋转电机的控制装置，其特征在于，包括：功率转换器，该功率转换器具有连接于交流旋转电机的多个开关元件，对所述交流旋转电机施加电压；开闭器，该开闭器对所述交流旋转电机与所述功率转换器的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元，该开关元件控制单元对所述开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元，该开闭器控制单元对所述开闭器的开闭进行控制，在所述功率转换器、所述交流旋转电机或所述功率转换器与所述交流旋转电机的电连接路径发生故障的情况下，所述开闭器控制单元根据所述交流旋转电机的旋转信息来控制所述开闭器的开与闭。2.如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，在所述功率转换器、所述交流旋转电机或所述功率转换器与所述交流旋转电机之间的路径发生故障的情况下，所述开关元件控制单元通过切换开关元件的开闭来控制所述交流旋转电机的电压。3.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，将所述旋转信息设为所述交流旋转电机的旋转角度。4.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，将所述旋转信息设为所述交流旋转电机的旋转速度。5.如权利要求1或2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，将所述旋转信息设为所述交流旋转电机的感应电压。6.如权利要求1至4中任一项所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，在所述功率转换器、所述交流旋转电机或所述功率转换器与所述交流旋转电机之间的路径发生故障的情况下，所述开闭器控制单元重复对发生所述故障的相进行开闭，而其它相维持连接状态。7.如权利要求1至5中任一项所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于，在所述功率转换器、所述交流旋转电机或所述功率转换器与所述交流旋转电机之间的路径发生故障的情况下，所述开闭器控制单元重复对所有相进行开闭。8.如权利要求1至5中任一项所述的交流旋转电机的控制装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：家造坊勋，森辰也，金原义彦，中嶋俊介，古川晃，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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