逆变器控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术在对逆变器和直流电源进行连接的接触器成为了释放状态的情况下，抑制逆变器的直流链路电压的上升、环流电流的总量。逆变器控制装置在旋转电机的旋转中接触器(9)成为了释放状态的情况下，执行以在任意1相的臂即对象臂中将被控制为导通状态的开关元件(34)设为截止状态的方式进行控制的部分关闭控制，之后，在其它的2相的臂的电流(Iu、Iw)均成为零时，执行以将被控制为导通状态的剩余全部的开关元件(3)设为截止状态的方式进行控制的全关闭控制。

Inverter control device

In the case of a contactor which is connected to an inverter and a DC power supply, the voltage of the DC link voltage of the inverter is increased, and the total amount of the circulating current is suppressed. The inverter control device in rotating contactor rotating motor (9) became the release condition, to perform in any 1 phase arm arm will be the object control switches conducting state (34) after the set of the off state to control the partially closed control, current, on the other 2 arms (Iu, Iw) were performed to become zero, will be controlled for switches conducting state all of the remaining (3) for the off state to control the whole closed control.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驱动控制交流的旋转电机的技术。
技术介绍
例如，以较高的电压来驱动用于电动汽车、混合动力汽车等的动力的大输出的交流的旋转电机。另外，由于搭载于这样的汽车的高电压的电源是直流的电池，所以通过使用了开关元件的逆变器电路转换为例如3相交流。旋转电机不仅要发挥作为输出利用电能来驱动车辆的动力的马达的功能，还具有作为利用车辆、内燃机等的动能来进行发电的发电机的功能。由旋转电机产生的电力被再生并积累到电池中。然而，有在电池与旋转电机之间，更具体而言在电池与逆变器之间，设置有开闭装置(接触器)的情况。接触器例如是使用继电器构成的系统主继电器(SMR)，在车辆的点火键(IG键)导通状态(有效状态)的情况下，触头闭合而成导通状态，在IG键是截止状态(非有效状态)的情况下，触头打开而成为非导通状态。即，在SMR闭合状态下，电池与逆变器(以及旋转电机)电连接，在SMR打开状态下，电池与逆变器(以及旋转电机)的电连接被切断。在通常动作时，也根据IG键的状态对SMR的开闭状态进行控制。然而，即使IG键是导通状态，也有因车辆的故障、碰撞等，而SMR被释放的情况。例如，在针对SMR的电源供给被切断的情况下、在SMR的驱动电路上产生了异常的情况下、SMR因振动/冲击、噪声等而发生了机械故障的情况下、在SMR周边的电路上发生了断线的情况下等，存在SMR的触头成为打开状态，而接触器成为释放状态的可能性。因此，在接触器成为了释放状态的情况下，有实施将构成逆变器的开关元件全部设为截止状态的关闭控制(SD控制)的情况。多数情况下，在逆变器的直流侧(直流链路部)设置有使直流电压(直流链路电压)平滑的平滑电容器(直流链路电容器)，但在实施了SD控制的情况下，积蓄在定子线圈中的电力经由以反并联的方式与开关元件连接的续流二极管(FWD)充电至平滑电容器。因此，存在平滑电容器的端子间电压(直流链路电压)在短时间内上升的可能性。若防备直流链路电压的上升而使平滑电容器大容量化、高耐压化，则导致平滑电容器的体型的增大。另外，也需要逆变器的高耐压化。其结果，妨碍旋转电机驱动装置的小型化，给部件成本、制造成本、产品成本带来影响。另外，在接触器成为了释放状态的情况下，也有执行将几个开关元件设为导通状态来使电流环流的主动短路控制(主动短路控制(ASC控制))～例如零矢量顺序控制(ZVS控制)～的情况。例如，在日本特开2011-55582号公报(专利文献1)中公开了使逆变器的上段侧的开关元件全部成为截止状态，使下段侧的开关元件的任意一个以上成为导通状态的控制方法(专利文献1：图2、第158、159、165段等)。在ASC控制中，虽然能够抑制直流链路电压的上升，但大电流(环流电流)会流入开关元件、定子线圈。另外，大电流会持续流动到通过热等积蓄在定子线圈中的电力被消耗。因此，存在使开关元件、定子线圈消耗，而使寿命降低的可能性。另外，需要使用与大电流对应的开关元件等，而存在也给部件成本、制造成本、产品成本带来影响的可能性。专利文献1：日本特开2011-55582号公报
技术实现思路
鉴于上述背景，希望在对逆变器和直流电源进行连接的接触器成为释放状态的情况下，抑制逆变器的直流链路电压的上升、环流电流的总量，并且使流过旋转电机的电流为零的技术。鉴于上述的逆变器控制装置的特征结构在于以下的点：是以具备：经由接触器与直流电源连接并且与交流的旋转电机连接，并在直流与3相交流之间进行电力转换，且其交流1相的臂由上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成的逆变器、和使上述逆变器的直流侧的电压即直流链路电压平滑的直流链路电容器的旋转电机驱动装置为控制对象，开关控制构成上述逆变器的开关元件的逆变器控制装置，在上述旋转电机的旋转中上述接触器成为了释放状态的情况下，执行以在任意1相的上述臂即对象臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的部分关闭控制，之后，在与上述对象臂不同的2相上述臂的电流均成为零时，执行以在剩余的全部的上述臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的全关闭控制。根据该结构，由于在部分关闭控制中，仅将1相关闭，所以被关闭妨碍的电流的流动被限定，而减少直流链路电压的上升。由于在从部分关闭控制移至全关闭控制时，被关闭的臂的电流是零，所以减少关闭的直流链路电压的上升。另外，在开始部分关闭控制之前，也可以不进行特别的控制而进行通常控制，例如也可以执行主动短路控制。例如，在执行主动短路控制的情况下，直流链路电压的上升在接触器成为了释放状态后开始主动短路控制之前的期间，大致被限定，而能够大幅抑制直流链路电压的上升。这样，根据本结构，在对逆变器和直流电源进行连接的接触器成为了释放状态的情况下，能够抑制逆变器的直流链路电压的上升、环流电流的总量，并且能够将流入旋转电机的电流设为零。附图说明本专利技术的进一步特征和优点根据针对参照附图来说明的本专利技术的实施方式的以下的记载变得明确。图1是示意性地表示旋转电机驱动装置的系统结构的电路框图图2是示意性地表示接触器释放时的控制例的波形图图3是表示阶段1中的IGBT的控制例与电流的流向的等价电路图图4是表示阶段2中的IGBT的控制例与电流的流向的等价电路图图5是示意性地表示接触器释放时的其它控制例的波形图图6是表示阶段1中的IGBT的控制例与电流的流向的等价电路图图7是表示阶段2中的IGBT的控制例与电流的流向的等价电路图图8是表示适合接触器释放时的控制方法和旋转电机的动作状态的关系的图图9是旋转电机正转时的电流波形图具体实施方式以下，基于附图对逆变器控制装置的实施方式进行说明。如图1所示，逆变器控制装置20以具备逆变器10和直流链路电容器4的旋转电机驱动装置1为控制对象，经由旋转电机驱动装置1驱动控制旋转电机80。如后所述，逆变器10是经由接触器9与直流电源(11)连接，并且与交流的旋转电机80连接，且在直流与多相交流(在这里是3相交流)之间进行电力转换的电力转换装置，交流1相的臂由上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成。直流链路电容器4使该逆变器10的直流侧的电压即直流链路电压Vdc平滑。旋转电机驱动装置1以及逆变器控制装置20的驱动对象的旋转电机80例如是成为混合动力汽车、电动汽车等车辆的驱动力源的旋转电机。作为车辆的驱动力源的旋转电机80是通过多相交流(在这里是3相交流)动作的旋转电机，既能够作为电动机发挥作用，也能够作为发电机发挥作用。在不能够像铁道那样从架线接受电力的供给的汽车那样的车辆中，作为用于驱动旋转电机80的电力源，搭载有镍氢电池、锂离子电池等二次电池(电池)、双电层电容器等直流电源。在本实施方式中，作为用于对旋转电机80供给电力的大电压大容量的直流电源，例如具备电源电压200～400[V]的高压电池11(直流电源)。由于旋转电机80是交流的旋转电机，所以在高压电池11与旋转电机80之间设置有在直流与交流(在这里是3相交流)之间进行电力转换的逆变器10。将逆变器10的直流侧的正极电源线P与负极电源线N之间的电压以下称为“直流链路电压Vdc”。高压电池11能够经由逆变器10对旋转电机80供给电力，并且旋转电机80能够存储由发电而得到的电力。在逆变器10与高压电池11之间设置有使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器控制装置，其中，该逆变器控制装置以具备逆变器和直流链路电容器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成上述逆变器的开关元件进行开关控制，其中，上述逆变器经由接触器与直流电源连接并且与交流的旋转电机连接从而在直流与3相交流之间进行电力转换，且该逆变器的交流的1相的臂由上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成，上述直流链路电容器使上述逆变器的直流侧的电压即直流链路电压平滑，在上述旋转电机旋转中上述接触器成为释放状态的情况下，执行以在任意1相的上述臂即对象臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的部分关闭控制，之后，在与上述对象臂不同的2相的上述臂的电流均成为零时，执行以在剩余的全部的上述臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的全关闭控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0735881.一种逆变器控制装置，其中，该逆变器控制装置以具备逆变器和直流链路电容器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成上述逆变器的开关元件进行开关控制，其中，上述逆变器经由接触器与直流电源连接并且与交流的旋转电机连接从而在直流与3相交流之间进行电力转换，且该逆变器的交流的1相的臂由上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成，上述直流链路电容器使上述逆变器的直流侧的电压即直流链路电压平滑，在上述旋转电机旋转中上述接触器成为释放状态的情况下，执行以在任意1相的上述臂即对象臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的部分关闭控制，之后，在与上述对象臂不同的2相的上述臂的电流均成为零时，执行以在剩余的全部的上述臂中将被控制为导通状态的开关元件设为截止状态的方式进行控制的全关闭控制。2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其中，根据3相的上述臂的电流相位，来选择上述对象臂，执行上述部分关闭控制。3.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其中，在3相中的2相的电流波形比振幅中心靠正侧的情况下，选择该2相中的电流波形朝向振幅中心的相的上述臂作为上述对象臂，在3相中的2相的电流波形比振幅中心靠负侧的情况下，选择该2相中的电流波形朝向振幅中心的相的上述臂作为上述对象臂。4.根据权利要求3所述的逆变器控制装置，其中，在3相中的2相的电流波形比振幅中心靠正侧的情况下，以将该2相中的与上述对象臂不同的相的上述臂的上述上段侧开关元件设为截止状态，并且将上述下段侧开关元件设为导通状态的方式进行控制，在3相中的2相的电流波形比振幅中心靠负侧的情况下，以将该2相中的与上述对象臂不同的相的上述臂的上述下段侧开关元件设为截止状态，并且将上述上段侧开关元件设为导通状态的方式进行控制，来执行上述部分关闭控制。5.根据权利要求1～4中任一项所述的逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉塔·萨哈，岛田有礼，
申请(专利权)人：爱信艾达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP