电动机驱动装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动机驱动装置及其控制方法。控制装置（３０）对开关元件（Ｑ３～Ｑ８）的开关动作进行控制，以使对各相线圈绕组（２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗ）施加交流马达（Ｍ１）能够输出按照转矩指令值的交流电压。控制装置（３０）响应于开关控制信号（Ｓ３～Ｓ８），在分别导通／断开开关元件（Ｑ３～Ｑ８）的驱动电路中，将门极电阻设定为在交流电压的极性反转时的第一脉冲电压与剩余的脉冲电压之间可变。通过延长极性反转时第一脉冲电压的上升时间，能够抑制各相线圈绕组的间隙之间的局部放电的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机驱动装置及其控制方法，尤为特定的是涉及由逆变器驱动电动 机的构成的电动机驱动装置中的相间绝缘防破坏技术。
技术介绍
作为用于对车辆驱动用的电动机(马达)进行驱动控制的电力变换装置，例如日 本特开平10-127064号公报(专利文献1)中公开了将直流电源电压变换成具有正(高电 位)、中(零电位)及负(低电位)三个电平的交流相电压的电力变换装置。据此，电力变换装置，作为PWM控制而具有双极调制模式和单极调制模式，并且具 备与动力运行或再生运行模式相应地适当使用双极调制模式的设备，该双极调制模式在输 出电压的一周期正负交互地输出脉冲，该单极调制模式在输出电压的半周期中输出同一极 性的脉冲。据此，通过根据装置的运行模式来选择性地设定为不能使用双极调制模式，而能 够平均地降低开关损耗。专利文献1如上所述，控制开关元件的发热，实现装置整体的小型 轻质化和装置的高效化。专利文献1 日本特开平10-127064号公报然而，上述专利文献1中记载的电力变换装置中，在执行单极调制模式的过程中， 容易在电动机的线圈绕组的空隙(间隙)发生局部放电。即，在电动机的线圈绕组方面，不仅绕组/铁芯间的对地绝缘，相间绝缘也成为问 题。尤其是，以在线圈绕组的间隙发生局部放电为起因，绝缘材料逐渐劣化，由此最终相间 绝缘短路，甚至可能导致设备故障。对于该局部放电而言，根据电动机的工作环境的不同其易发生性不同。尤其是，如 单极调制模式那样，在施加于线圈绕组上的交流电压的极性反转的情况下，在线圈绕组表 面(严格来讲是绝缘膜表面)上所感应的表面电荷，使在线圈绕组间的空隙部(间隙)产 生的电场增强，因而容易在该间隙发生局部放电。但是，在上述专利文献1中，对于为防止 有可能导致相间绝缘破坏的局部放电的电动机的驱动控制，没有任何记载。
技术实现思路
因此，本专利技术为解决所述课题而做出，其目的在于提供一种电动机驱动装置及控 制方法，其在由逆变器来驱动电动机的构成的电动机驱动装置中，能够控制逆变器以防止 发生导致线圈绕组间的相间绝缘破坏的局部放电。根据本专利技术，电动机驱动装置具备通过电力用半导体元件的开关动作来产生交 流电压的电力变换装置、具有被施加来自电力变换装置的交流电压的线圈绕组的电动机、 对电力变换装置的开关动作进行控制的控制装置。控制装置在交流电压超过规定值时，对 电力变换装置的开关动作进行控制，以使交流电压的极性反转时的电压变化率相对较小。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动作， 产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压。控制装置5在规定的电压振幅超过规定值时，对逆变器的开关动作进行控制，以使双极性脉冲电压的 极性反转时的上升时间相对较长。优选为，逆变器包括向各电力用半导体元件的控制电极传递驱动控制信号的路 径。控制装置在规定的电压振幅超过规定值时，在双极性脉冲的极性反转时将路径的延迟 阻抗设定为相对较高。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动作， 产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压。控制装置 在规定的电压振幅超过规定值时，对逆变器的开关动作进行控制，以使双极性脉冲的上升 时间相对较长。优选为，逆变器包括向各电力用半导体元件的控制电极传递驱动控制信号的路 径。控制装置在规定的电压振幅超过规定值时，将路径的延迟阻抗设定为相对较高。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动 作，产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压；直流 电源，该直流电源构成为通过电力用半导体元件的开关动作而能够可变地控制对逆变器的 输入电压。控制装置在交流电压超过规定值时，对直流电源的开关动作进行控制，以使交流 电压的极性反转时的输入电压相对较低。优选为，直流电源包括转换器，该转换器通过电力用半导体元件的开关动作对来 自蓄电机构的直流电压进行电压变换；旁路用开关元件，该旁路用开关元件用于在蓄电机 构与逆变器之间形成电流路径，以对转换器进行旁路。控制装置在交流电压超过规定值时， 在交流电压的极性反转时使旁路用开关元件导通。优选为，电力变换装置具备逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动 作，产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压；脉冲 发生装置，该脉冲发生装置构成为，与逆变器并联地连接到线圈绕组，并且通过电力用半导 体元件的开关动作而能够向线圈绕组施加脉冲。控制装置在交流电压超过规定值时，对脉 冲发生装置进行控制，以使在交流电压的极性反转时，在交流电压为零电位时，向线圈绕组 施加具有与交流电压相比相对较小的电压振幅的脉冲。根据本专利技术另一方面，一种电动机驱动装置的控制方法，该电动机驱动装置具备 通过电力用半导体元件的开关动作而产生交流电压的电力变换装置、具有被施加来自电力 变换装置的交流电压的线圈绕组的电动机，该方法包括取得交流电压的步骤；在交流电 压超过规定值时，对电力变换装置的开关动作进行控制，以使交流电压的极性反转时的电 压变化率相对较小的步骤。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动作， 产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压。对电力变 换装置的开关动作进行控制的步骤中，在规定的电压振幅超过规定值时，对逆变器的开关 动作进行控制，以使双极性脉冲电压的极性反转时的上升时间相对较长。优选为，逆变器包括向各电力用半导体元件的控制电极传递驱动控制信号的路 径。对逆变器的开关动作进行控制步骤中，在规定的电压振幅超过规定值时，在双极性脉冲 的极性反转时将路径的延迟阻抗设定为相对较高。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动作，产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压。对电力变 换装置的开关动作进行控制的步骤中，在规定的电压振幅超过规定值时，对逆变器的开关 动作进行控制，以使双极性脉冲电压的上升时间相对较长。优选为，逆变器包括向各电力用半导体元件的控制电极传递驱动控制信号的路 径。对逆变器的开关动作进行控制的步骤中，在规定的电压振幅超过规定值时，将路径的延 迟阻抗设定为相对较高。优选为，电力变换装置包括逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动 作，产生具有规定的电压振幅及规定的脉冲宽度的双极性脉冲电压来作为交流电压；直流 电源，该直流电源构成为，通过电力用半导体元件的开关动作而能够可变地控制对逆变器 的输入电压。对电力变换装置的开关动作进行控制的步骤中，在交流电压超过规定值时，对 直流电源的开关动作进行控制，以使交流电压的极性反转时的输入电压相对较低。优选为，直流电源包括转换器，该转换器通过电力用半导体元件的开关动作对来 自蓄电机构的直流电压进行电压变换；旁路用开关元件，该旁路用开关元件用于在蓄电机 构与逆变器之间形成电流路径，以对转换器进行旁路。对直流电源的开关动作进行控制的 步骤中，在交流电压超过规定值时，在交流电压的极性反转时使旁路用开关元件导通。优选为，电力变换装置具备逆变器，该逆变器通过电力用半导体元件的开关动 作，产生具有规定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，具备：通过电力用半导体元件的开关动作来产生交流电压的电力变换装置；具有来自被施加上述电力变换装置的交流电压的线圈绕组（２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗ）的电动机（Ｍ１）；对上述电力变换装置的开关动作进行控制的控制装置（３０），上述控制装置（３０、３０Ａ、３０Ｂ）对上述电力变换装置的开关动作进行控制，以使在上述交流电压超过规定值时，上述交流电压的极性反转时的电压变化率相对较小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内誉人，平良友嗣，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]