交流旋转电机的控制装置制造方法及图纸

提供一种交流旋转电机的控制装置，能将与发生了故障的组的绕组相关的交流旋转电机的状态考虑在内，来进行未发生故障的组的开关元件的导通截止控制。对于开关元件发生了故障的组，使dq轴电流控制停止，至少使与发生了故障的开关元件相同的正极侧或负极侧的各相的开关元件在短路故障时导通，在断路故障时截止，对于未发生故障的组，使dq轴电流控制继续，并根据与发生了故障的绕组的组相关的交流旋转电机的状态，使d轴的电流分量改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流旋转电机的控制装置
本专利技术涉及交流旋转电机的控制装置，该交流旋转电机具备设置有多组多相绕组的定子以及设置有永磁体的转子。
技术介绍
搭载于电动汽车、混合动力汽车这样的电动车辆并与交流旋转电机相连接的功率转换器(逆变器)具有如下功率转换功能：将由直流电源提供的直流电转换成交流电来驱动交流旋转电机，或将交流旋转电机产生的交流电转换成直流电来对直流电源进行充电。为了实现这种功率转换功能，功率转换器一般使用MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)这样的开关元件。功率转换器通过适当地切换开关元件的导通状态和截止状态来进行功率转换。在开关元件发生故障并保持导通状态(短路故障)或保持截止状态(断路故障)的情况下，难以在正常的状态下进行功率转换，这种情况下，将产生不希望的转矩、进行不希望的充电。作为在开关元件发生故障时也能继续进行交流旋转电机的驱动的技术，例如，公开了下述专利文献1的技术。专利文献1的技术中，构成为在检测到开关元件的短路故障或断路故障的情况下，对于发生了故障的组的功率转换器，将各相的同电位侧的开关元件设定为与故障相同的状态，并且对于未发生故障的组的功率转换器，继续开关元件的导通截止控制。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/125057号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在发生了故障的组中，制动转矩等与发生了故障的组的绕组相关的交流旋转电机的状态有时成为不尽如人意的状态。专利文献1的技术中，在没有发生故障的组的开关元件的导通截止控制中，并未考虑与发生了故障的组的绕组相关的交流旋转电机的状态。因此，希望获得一种交流旋转电机的控制装置，能将与发生了故障的组的绕组相关的交流旋转电机的状态考虑在内，来进行未发生故障的组的开关元件的导通截止控制。解决技术问题所采用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是具有设有m组(m为2以上的自然数)的n相(n为2以上的自然数)绕组的定子以及设有永磁体的转子的交流旋转电机的控制装置，该交流旋转电机的控制装置包括：所述m组的功率转换器，该所述m组的功率转换器与所述n相各相相对应地设有n套串联电路，所述串联电路对连接至直流电源的正极侧的正极侧开关元件与连接至所述直流电源的负极侧的负极侧开关元件进行串联连接，串联连接的连接点与对应相的所述绕组相连接；开关控制部，该开关控制部在由定义为所述永磁体的N极方向的d轴以及定义为电气角比所述d轴前进了90°的方向的q轴所构成的dq轴的旋转坐标系上，对于各组执行对流向所述绕组的电流进行控制的dq轴电流控制，并分别对所述开关元件进行导通截止控制；故障检测部，该故障检测部对所述开关元件各自的短路及断路的故障进行检测；以及运行状态检测部，该运行状态检测部检测与所述开关元件发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，所述开关控制部在由所述故障检测部检测出所述开关元件的故障的情况下，对于所述开关元件发生了故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制停止，至少使与发生了故障的所述开关元件相同的正极侧或负极侧的各相的所述开关元件在短路故障时导通，在断路故障时截止，对于所述开关元件未发生故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制继续，并且根据由所述运行状态检测部检测出的与发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，使所述d轴的电流分量改变。专利技术效果通过由开关元件发生了故障的功率转换器的组进行控制的n相绕组，能抑制在交流旋转电机中产生不希望的转矩变动。另一方面，通过由开关元件未发生故障的功率转换器的组进行控制的n相绕组，能如通常那样使交流旋转电机产生转矩。此时，通过使未发生故障的组的n相绕组所涉及的d轴电流分量改变，从而能使存在永磁体的磁通的d轴方向上的磁通改变。即，能在表面上使由永磁体产生的d轴方向上的交链磁通改变。该d轴方向上的交链磁通的变化也作用于发生了故障的组的n相绕组。由于d轴的电流分量根据与发生了故障的组的n相绕组相关的交流旋转电机的状态而变化，因此，能恰当地使与发生了故障的组的n相绕组相关的交流旋转电机的状态改变。由此，即使在开关元件发生了故障的情况下，也能恰当地驱动交流旋转电机。附图说明图1是本专利技术实施方式1所涉及的交流旋转电机及控制装置的简要结构图。图2是本专利技术实施方式1所涉及的控制器的硬件结构图。图3是本专利技术实施方式1所涉及的交流旋转电机的控制装置的框图。图4是示出本专利技术实施方式1所涉及的交流旋转电机的控制装置的处理的流程图。图5是示出本专利技术实施方式2所涉及的交流旋转电机的控制装置的处理的流程图。图6是示出本专利技术实施方式3所涉及的交流旋转电机的控制装置的处理的流程图。图7是示出本专利技术实施方式4所涉及的交流旋转电机的控制装置的处理的流程图。具体实施方式实施方式1.参照附图对实施方式1所涉及的交流旋转电机2的控制装置1(下面简称为控制装置1)进行说明。图1是本实施方式所涉及的交流旋转电机2及控制装置1的简要结构图。设交流旋转电机2为永磁体同步交流旋转电机，该永磁体同步交流旋转电机具有设有m组(m为2以上的自然数)的n相(n为2以上的自然数)绕组的定子、以及设有永磁体的转子。交流旋转电机2包括：1个定子，该1个定子固定于非旋转构件；以及1个转子，该1个转子配置在该转子的径向内侧，并以可旋转的方式由非旋转构件支承。1个定子设有m组的n相绕组，1个转子设有单个或多个极对数的永磁体。由设置于1个定子的m组n相绕组的各组所产生的旋转磁场作用于1个转子中所设置的单个或多个极对数的永磁体，由设置于1个转子的单个或多个极对数的永磁体所产生的磁场作用于1个定子中所设置的m组n相绕组的各组。本实施方式中，设为n＝3、m＝2，并在1个定子中设有两组三相绕组。第1组三相绕组由U相绕组Cu、V相绕组Cv、W相绕组Cw构成。第2组三相绕组由U相绕组Cu、V相绕组Cv、W相绕组Cw构成。设各组三相绕组Cu、Cv、Cw进行星形接线。另外，也可以设三相绕组进行三角形接线。控制装置1具备功率转换器10，该功率转换器10具有多个开关元件，并在直流电源4与三相绕组之间进行直流交流转换。对三相绕组的各组分别设置1个功率转换器10，合计设置有2组。各组功率转换器10包括与直流电源4的正极相连接的正极侧电线11、以及与直流电源4的负极相连接的负极侧电线12。各组功率转换器10与三相绕组的各相相对应地设置有3套串联电路(腿)，该串联电路串联连接有与直流电源4的正极侧(正极侧电线11)相连接的正极侧的开关元件3H(上臂)、以及与直流电源4的负极侧(负极侧电线12)相连接的负极侧的开关元件3L(下臂)。即，各组功率转换器10具备3个正极侧的开关元件3HU、3HV、3HW以及3个负极侧的开关元件3LU、3LV、3LW这合计6个开关元件。然后，正极侧的开关元件3H和负极侧的开关元件3L进行串联连接的连接点与对应相的绕组相连接。具体而言，在各相的串联电路中，正极侧的开关元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流旋转电机的控制装置，该交流旋转电机的控制装置具备设有m组(m为2以上的自然数)的n相(n为2以上的自然数)绕组的定子、以及设有永磁体的转子，其特征在于，包括：所述m组的功率转换器，该所述m组的功率转换器与所述n相各相相对应地设有n套串联电路，所述串联电路对连接至直流电源的正极侧的正极侧的开关元件与连接至所述直流电源的负极侧的负极侧的开关元件进行串联连接，串联连接的连接点与对应相的所述绕组相连接；开关控制部，该开关控制部在由定义为所述永磁体的N极方向的d轴以及定义为电气角比所述d轴前进了90°的方向的q轴所构成的dq轴的旋转坐标系上，对于各组执行对流过所述绕组的电流进行控制的dq轴电流控制，并分别对所述开关元件进行导通截止控制；故障检测部，该故障检测部对所述开关元件各自的短路及断路的故障进行检测；以及运行状态检测部，该运行状态检测部检测与所述开关元件发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，所述开关控制部在由所述故障检测部检测出所述开关元件的故障的情况下，对于所述开关元件发生了故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制停止，至少使与发生了故障的所述开关元件相同的正极侧或负极侧的各相的所述开关元件在短路故障时导通，在断路故障时截止，对于所述开关元件未发生故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制继续，并且根据由所述运行状态检测部检测出的与发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，使所述d轴的电流分量改变。...

【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，该交流旋转电机的控制装置具备设有m组(m为2以上的自然数)的n相(n为2以上的自然数)绕组的定子、以及设有永磁体的转子，其特征在于，包括：所述m组的功率转换器，该所述m组的功率转换器与所述n相各相相对应地设有n套串联电路，所述串联电路对连接至直流电源的正极侧的正极侧的开关元件与连接至所述直流电源的负极侧的负极侧的开关元件进行串联连接，串联连接的连接点与对应相的所述绕组相连接；开关控制部，该开关控制部在由定义为所述永磁体的N极方向的d轴以及定义为电气角比所述d轴前进了90°的方向的q轴所构成的dq轴的旋转坐标系上，对于各组执行对流过所述绕组的电流进行控制的dq轴电流控制，并分别对所述开关元件进行导通截止控制；故障检测部，该故障检测部对所述开关元件各自的短路及断路的故障进行检测；以及运行状态检测部，该运行状态检测部检测与所述开关元件发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，所述开关控制部在由所述故障检测部检测出所述开关元件的故障的情况下，对于所述开关元件发生了故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制停止，至少使与发生了故障的所述开关元件相同的正极侧或负极侧的各相的所述开关元件在短路故障时导通，在断路故障时截止，对于所述开关元件未发生故障的所述功率转换器的组，使利用所述dq轴电流控制所进行的所述开关元件的导通截止控制继续，并且根据由所述运行状态检测部检测出的与发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，使所述d轴的电流分量改变。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，所述开关控制部对于所述开关元件未发生故障的所述功率转换器的组，根据与发生了故障的组的所述绕组相关的所述交流旋转电机的状态，使所述d轴的电流分量在负方向上增加。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，所述开关控制部在由所述故障检测部检测出正极侧的所述开关元件的短路故障或负极侧的所述开关元件的断路故障的情况下，对于所述开关元件发生了故障的所述功率转换器的组，使各相的正极侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西岛良雅，榎木圭一，渡边益崇，村田泰一，原田信吾，
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