JP5873716B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に係る技術では、制御部は、三相分の各直列回路のうち2つの直列回路のそれぞれ一方のスイッチング素子がオン,オフし、残りの1つの直列回路の他方のスイッチング素子がオンする二相通電、または、三相分の前記各直列回路のそれぞれ一方のスイッチング素子が互いに異なる位相でオン,オフし、それと逆相でそれぞれ他方のスイッチング素子がオン,オフする三相通電のいずれかを、負荷の高低に応じて選択的に実行する。
なお、複数の実施形態を説明するための図において、共通の構成要素には原則として共通の符号を付し、その重複した内容説明を省略する。
〈本発明の第1実施形態に係るモータ制御装置の全体構成〉
はじめに、本発明の第1実施形態に係るモータ制御装置の全体構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るモータ制御装置11Aの全体構成を表すブロック図である。
なお、以下の説明において、第1〜第6のスイッチング素子SIup,SMun,SIvp,SMvn,SIwp,SMwnを総称する場合は、“第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwn”と略記する。
第1、第3、第5のスイッチング素子(上アームのスイッチング素子)SIup,SIvp,SIwpとしては、IGBT構造の半導体素子を用いる。一方、第2、第4、第6のスイッチング素子(下アームのスイッチング素子)SMun,SMvn,SMwnとしては、MOSFET構造の半導体素子を用いる。
なお、第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwnの接合部温度を“スイッチング素子に係る接合部温度”と総称する場合がある。接合部温度検出部21は、温度実測部30および接合部温度推定部31からなる。
ここで、本発明の第1実施形態に係る三相インバータ回路17Aの駆動に用いる変調方式の理解を容易にするために、二相変調および三相変調について、図2および図3を参照して説明する。
なお、図4〜図5、図9〜図11、図14〜図17においても、図2および図3と同様、横軸に位相〔度〕を示し、縦軸にPWM制御波形のデューティ〔%〕を示している。
次に、第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwnとして用いられる、IGBTおよびMOSFETの特性について説明する。図6は、IGBTとMOSFETの電流に対する電圧の関係を表す特性図である。図7は、IGBTとMOSFETの電流に対する損失の関係を表す特性図である。図6では、横軸に電流、縦軸に電圧を表している。図7では、横軸に電流、縦軸に損失を表している。
なお、回路損失の特性パラメータ(変調方式)としては、三相変調、上下60度固定二相変調、上固定120度二相変調、および、下固定120度二相変調を表している。
次に、第1実施形態に係るモータ制御装置11Aの動作について説明する。第1実施形態に係るモータ制御装置11Aの電源スイッチ(不図示)がオンされると、三相インバータ回路17Aは、インバータ駆動回路25から送信されてきた変調方式に係る指令情報に基づくPWM制御信号(駆動制御信号)によって、第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwnを順次オン/オフさせることで、PWM波形による疑似正弦波の3相交流電力を生成し、これをもって三相同期モータ15を駆動する。
P(tc+Δt)=Io×Io×Ron(tc+Δt) 式(1)
Tj =tc+P(tc+Δt)×Rjθ 式(2)
ここで、Tjは接合部温度、tcは基板温度、P(tc+Δt)はMOSFETの導通損失、Rjθは基板から第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwn間の熱抵抗、Δtは基板温度と接合部温度との推定温度差を表す。
このときの導通損失は、(式1)で示したP(tc+Δt)ではなく、接合部温度推定部31で推定した接合部温度でのオン抵抗と架線電流センサ19で検出した三相インバータ回路17Aに流れる電流Ioから算出する。
第1実施形態に係るモータ制御装置11Aによれば、第1〜第6のスイッチング素子SIup〜SMwnの接合部温度、および、三相インバータ回路17Aの回路電流Ioの値、並びに、変調方式判定情報に基づいて、予め用意された変調方式(三相変調、上下60度固定二相変調、上固定120度二相変調、および下固定120度二相変調)のなかから、最も低損失となる変調方式を判定し、この判定結果に係る変調方式を切り替えて用いることにより、三相インバータ回路17Aを含むモータ制御装置11Aの高効率運転を的確に遂行することができる。
〈変調率に基づく変調方式の切り替え制御〉
第1実施形態では、変調方式を切り替えるための技術要素として、三相インバータ回路17Aにおけるスイッチング素子に係る接合部温度Tjおよび回路電流Ioを用いたが、第2実施形態では、変調率を用いる点が、第1実施形態とは異なっている。
次に、本発明の第2実施形態に係るモータ制御装置11Bについて、図12および図13を参照して説明する。図12は、本発明の第2実施形態に係るモータ制御装置11Bの全体構成を表すブロック図である。図13は、三相インバータ回路17Aにおける変調率に対する変調方式の関係を表すテーブルである。
次に、第2実施形態に係るモータ制御装置11Bの動作について説明する。なお、第1実施形態と重複する動作の説明は、原則として省略する。
なお、モータ電圧演算部43が三相同期モータ15に印加すべき三相交流指令電圧Vu*,Vv*,Vw*を演算する手法は、例えば、特開2002−272194号公報などにも開示されている一般的な手法(ベクトル制御によるdq変換の手法)を用いることができる。また、この手法以外でも、モータ電流の三相分、または二相分を用いて三相交流指令電圧を演算してもよい。
第2実施形態に係るモータ制御装置11Bによれば、三相インバータ回路17Aの変調率に基づいて、予め用意された変調方式(三相変調、上下60度固定二相変調、上固定120度二相変調、および下固定120度二相変調)のなかから、最も低損失となる変調方式を判定し、この判定結果に係る変調方式を切り替えて用いることにより、三相インバータ回路17Aを含むモータ制御装置11Bの高効率運転を的確に遂行することができる。また、変調率が過変調になった場合でも、三相インバータ回路17Aにおけるスイッチング素子のスイッチング損失を低減させるように変調方式を切り替えて用いる構成を採用したので、三相インバータ装置17Aを含むモータ制御装置11Bの高効率運転を的確に遂行することができる。
図1または図12に示すように、第1実施形態および第2実施形態では、直流電源13によって三相インバータ回路17Aを駆動したが、この直流電源13を、直流出力電圧の制御が可能なコンバータ回路に置き換えることができる。
図18に示すように、コンバータ回路100Aの主回路は、商用電源101に直列に接続されるリアクタ103と、商用電源101の交流電圧を直流電圧に整流するダイオードブリッジ105と、ダイオードブリッジ105で整流された直流電圧に含まれる脈動成分を平滑する平滑キャパシタ107と、ダイオードブリッジとトランジスタが逆並列に接続された双方向性スイッチ109とを備えて構成されている。
図19に示すように、コンバータ回路200の主回路は、商用電源201の交流電圧を直流電圧に整流するダイオードブリッジ203と、ダイオードブリッジ203の正極側出力端子に直列に接続されたリアクタ205と、リアクタ205の出力側端子とダイオードブリッジ203の負極側出力端子との間に順方向に接続されたトランジスタ207と、リアクタ205の出力側端子に順方向に接続された逆流防止ダイオード209と、ダイオードブリッジ203で整流された直流電圧に含まれる脈動成分を平滑する平滑キャパシタ211と、を備えて構成されている。
図1または図12に示したように、第1実施形態および第2実施形態では、直流電源13によって三相インバータ回路17Aを駆動したが、この直流電源13を、全波倍電圧制御が可能なコンバータ回路に置き換えることができる。
図20に示す全波倍電圧制御が可能なコンバータ回路100Bは、直流出力電圧を制御する構成要素については図18に示すコンバータ回路100Aと同じであって同じ符号が付してある。したがって、重複する説明は避けて、全波倍電圧制御を行う構成要素のみについて構成と動作を説明する。
図21は、本発明の第5実施形態に係るモータ制御装置の全体構成を表すブロック図である。
図21に示す第5実施形態に係るモータ制御装置11Cは、図1に示す第1実施形態に係るモータ制御装置11Aと、図12に示す第2実施形態に係るモータ制御装置11Bとを組み合わせて、スイッチング素子に係る接合部温度Tjと、回路電流Ioと、変調率khとに基づいて、適切な変調方式を切り替えて用いる構成を採用したものである。したがって、図21に示す第5実施形態に係るモータ制御装置11Cは、図1および図12で説明した構成要素のみから構成されているので、重複する構成の説明は省略する。
なお、温度実測部30の回路構成は省略されているが、図1に示す温度実測部30の回路構成と同じである。
なお、スイッチング素子に係る接合部温度Tjの推定方法および変調率の演算方法は、前記の第1実施形態および第2実施形態と同様の方法を用いる。
第6実施形態では、図21に示す第5実施形態に係るモータ制御装置11Cの直流電源1を、図18、図19に示す第3実施形態の直流出力電圧の制御が可能なコンバータ回路100A,200、または、図20に示す第4実施形態の全波倍電圧の制御が可能なコンバータ回路100Bに置き換える。これによって、変調率に基づく変調方式を用いる利点をよりよく発揮することができる。
第1〜第6実施形態では、三相インバータ回路17Aの上アームに属するスイッチング素子SIup,SIvp,SIwpにIGBTを配置し、下アームに属するスイッチング素子SMun,SMvn,SMwnにMOSFETを配置した。第7実施形態では、これとは逆に、上アームに属するスイッチング素子SIup,SIvp,SIwpにMOSFETを配置し、下アームに属するスイッチング素子SMun,SMvn,SMwnにIGBTを配置する。この場合でも、スイッチング素子に係る接合部温度Tj、三相インバータ回路17Aの回路電流Io、または、変調率khのうち適宜の組み合わせに基づいて、回路全体の損失が少ない変調方式を選択的に用いることにより、モータ制御装置の高効率運転を的確に遂行することができる。
第1〜第7実施形態では、三相インバータ回路17Aの上アームまたは下アームのスイッチング素子としてMOSFETを使用したが、第8実施形態では、MOSFETと比べてもオン抵抗が低いスーパー・ジャンクション・MOSFET(SJ(Super Junction)−MOSFET)を使用する。これによって、さらに高効率な三相インバータ回路を実現することができる。
第1〜第7実施形態では、三相インバータ回路17Aの上アームまたは下アームのスイッチング素子としてMOSFETを使用したが、第9実施形態では、MOSFETと比べてもオン抵抗が低いシリコン・カーバイド・MOSFET(SiC(Sillicon Carbide)−MOSFET)を使用する。これによって、さらに高効率な三相インバータ回路を実現することができる。
第1〜第7実施形態では、IGBTとMOSFET、またはIGBTとSJ−MOSFET、またはIGBTとSiC−MOSFETを組み合わせた三相インバータ回路について説明した。第10実施形態では、SJ−MOSFETとSiC−MOSFETを組み合わせた三相インバータ回路を使用する。この場合は、さらに高効率な三相インバータ回路を実現することができる。これについて、以下、図22および図23を用いて説明する。
第10実施形態では、図23に示すように、三相インバータ回路17Bの上アームに属するスイッチング素子SIup,SIvp,SIwpにSiC−MOSFETを配置し、下アームに属するスイッチング素子SMun,SMvn,SMwnにSJ−MOSFETを配置した構成となっている。図23では、上アーム、下アーム共に同じMOSFETのシンボルとなっている。なお、三相インバータ回路17B以外は、図1に示した第1実施形態に係るモータ制御装置11Aと同じ構成であるので、重複する説明は省略する。
第1〜第10実施形態では、スイッチング損失を低減するために、スイッチング素子に係る接合部温度、三相インバータ回路の回路電流、または、変調率に基づいて、変調方式を切り替えて用いる方法について説明した。これは、スイッチング素子として使用するMOSFETの還流ダイオード(寄生ダイオード)の逆回復時間が大きいため、MOSFETとアームが対になっているIGBTがスイッチングすることで、大きな逆回復電流が発生するためである。そこで、回路電流、素子温度、または変調率によって変調方式を切り替える方法の他に、MOSFETの還流ダイオードとしてシリコン・カーバイドを用いた素子であるSiC−ショットキー・バリヤ・ダイオード(SiC−SBD(Schottky Barrier Diode))を使用するとスイッチング損失をさらに低減させることができる。
第1〜第10実施形態では、モータ制御装置について説明したが、第12実施形態として、第1〜第10実施形態に係るモータ制御装置を空気調和機に使用することで、高効率な空気調和機を実現することができる。すなわち、第1〜第10実施形態に係るモータ制御装置によって、三相同期モータの駆動制御を行うように構成された空気調和機を採用すれば、高効率で高い省エネ性能を有する空気調和機を提供することができる。
具体的には、例えば、これらのモータ制御装置を空気調和機に搭載し、該モータ制御装置を空気調和機の室外ファンモータの駆動制御の用途に適用すると、高効率で高い省エネ性能を有する空気調和機を実現することができる。
以上、本発明に係るモータ制御装置および空気調和機の実施形態について具体的に説明したが、本発明は前述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
11B 第2実施形態に係るモータ制御装置
11C 第3実施形態に係るモータ制御装置
11D 第10実施形態に係るモータ制御装置
13 直流電源
15 三相同期モータ(三相モータ)
17A,17B 三相インバータ回路
19 架線電流センサ
21 接合部温度検出部(温度検出部)
23 変調方式制御部
25 インバータ駆動回路
27 電圧検出部
29 モータ制御部
30 温度実測部
31 接合部温度推定部
33 プルアップ抵抗
35 サーミスタ
37 変調方式判定部
39 変調方式指令部
41 モータ電流再現部
43 モータ電流演算部
45 変調率演算部
51 MOSFET
53 SiC−SBD
55 寄生ダイオード
Dup 還流ダイオード
Dun 寄生ダイオード
Dvp 還流ダイオード
Dvn 寄生ダイオード
Dwp 還流ダイオード
Dwn 寄生ダイオード
Io 回路電流
PL 正の直流母線
NL 負の直流母線
SIup,SMup(UA1) 第1のスイッチング素子(スイッチング素子)
SIun,SMun(LA1) 第2のスイッチング素子(スイッチング素子)
SIvp,SMvp(UA2) 第3のスイッチング素子(スイッチング素子)
SIvn,SMvn(LA2) 第4のスイッチング素子(スイッチング素子)
SIwp,SMwp(UA3) 第5のスイッチング素子(スイッチング素子)
SIwn,SMwn(LA3) 第6のスイッチング素子(スイッチング素子)
100A,100B,200 コンバータ回路
101,201 商用電源
103,205 リアクタ
105,203 ダイオードブリッジ
107,211 平滑キャパシタ
107A,107B 倍電圧コンデンサ
109 双方向性スイッチ
111 ゼロクロス検出部
113 直流電圧検出部
115、217 制御器
117、219 コンバータ制御部
119 全波倍電圧切り替えスイッチ
207 トランジスタ
209 逆流防止ダイオード
213 直流電圧検出部
215 直流電流検出部
Claims (18)
- 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記電流検出部が検出した前記回路電流とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記電流検出部が検出した前記回路電流とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記電流検出部が検出した前記回路電流とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記電流検出部が検出した前記回路電流とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記変調率演算部が演算した前記変調率に基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記変調率演算部が演算した前記変調率に基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記変調率演算部が演算した前記変調率に基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記変調率演算部が演算した前記変調率に基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記変調率演算部が演算した前記変調率とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記変調率演算部が演算した前記変調率とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、変調率が1.1を超える過変調になった場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記変調率演算部が演算した前記変調率とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、下アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力を三相交流電力に変換する三相インバータ回路を用いて三相モータの駆動制御を行うモータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記三相インバータ回路に流れる回路電流を検出する電流検出部と、
前記三相インバータ回路の入力側に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した前記回路電流と前記電圧検出部が検出した前記直流電圧とに基づいて、前記直流電圧に対する前記三相モータへ印加される交流電圧の振幅値の比を表す変調率を演算する変調率演算部と、
前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記変調率演算部が演算した前記変調率とに基づく変調方式を用いる制御を行う変調方式制御部と、
を備え、
前記三相インバータ回路を構成する前記スイッチング素子のうち、上アームを構成するスイッチング素子はMOSFETであり、下アームを構成するスイッチング素子はIGBTであり、
前記変調方式制御部は、前記スイッチング素子に係る接合部温度が所定の温度を超える場合は、前記上アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う上固定120度二相変調に代えて、前記上アームと前記下アームを構成する前記スイッチング素子を60度ずつ順次固定して二相変調を行う上下60度固定二相変調、または、前記下アームを構成する前記スイッチング素子を120度ずつ順次固定して二相変調を行う下固定120度二相変調を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項9〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記変調方式制御部は、前記温度検出部が検出した前記素子の温度と前記変調率演算部が演算した前記変調率とに加えて、さらに、前記電流検出部が検出した前記回路電流を含めた情報に基づく変調方式を用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記変調方式制御部は、前記三相インバータ回路の電力損失が相対的に少ない変調方式を選択的に用いる制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記直流電源は、前記三相インバータ回路の入力に印加される直流電圧を制御するコンバータ回路である、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記直流電源は、前記三相インバータ回路の入力に印加される直流電圧を制御すると共に全波倍電圧制御を行うコンバータ回路である、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記MOSFETは、スーパー・ジャンクション・MOSFETである、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記MOSFETは、シリコン・カーバイド・MOSFETである、
ことを特徴とするモータ制御装置。
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