CN102754331B - 电动车辆的电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动车辆的电力变换装置，具备：电力变换器（2），基于任意的dq轴电压指令Vd*、Vq*来驱动感应电机（1）；控制部（40），基于来自外部的动力运行指令P、制动指令B来控制电力变换器（2），控制部（40）具有：dq/三相变换部（10），将由感应电机（1）检测到的相电流信息iu、iv、iw变换为正交旋转坐标上的dq轴电流检测值id、iq；速度判断部（4），基于动力运行指令P、制动指令B以及dq轴电流检测值id、iq，运算针对电力变换器（2）的dq轴电压指令Vd*、Vq*，并且，判断感应电机（1）的速度为零；电阻运算部（5），在从制动指令B变更为动力运行指令P并且速度判断部（4）判断感应电机（1）的速度为零时，基于动力运行指令P、d轴电流检测值id以及d轴电压指令Vd*，运算感应电机（1）的电阻值。

Description

电动车辆的电力变换装置
技术领域
本发明涉及不使用速度检测器就能将交流旋转电机启动的电动车辆的电力变换装置，特别涉及对交流旋转电机的电阻值进行测定的电动车辆的电力变换装置。
背景技术
近年来，通常在感应电机中采用无速度传感器控制，在同步电机中采用无位置传感器控制，在无速度传感器控制中，掌握感应电机或同步电机的电阻值是重要的。特别是，电动机（交流旋转电机）的电阻值根据温度而发生变动，所以，如果在控制侧所设定的电阻值和实际的电阻值之间产生误差，则存在不能够得到所希望的输出扭矩的情况或电动车辆不启动的情况。
作为解决这样的问题的手段，例如，在下述专利文献1中记载了如下方法：在从电动车辆的启动时起到电动车辆的速度处于低速区域时为止，检测对电动车辆驱动用感应电机的施加电压和输入电流，估计感应电机的一次电阻和二次电阻。此外，在下述专利文献2中记载了如下方法：在运转指令从零起刚上升之后的一定时间内，暂时向感应电机施加直流电压或脉动电压，估计感应电机的一次电阻和二次电阻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-8192号公报（4页、5页）；
专利文献2：日本特开平4-364384号公报（段落【0008】、【0009】）。
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1、2中记载了在电动车辆的速度处于低速区域时测定电动机的电阻的方法，但是，准确地估计旋转中的电动机的一次电阻或二次电阻是困难的。作为难以估计旋转中的电动机的一次电阻或二次电阻的理由，举出如下情况：电动机进行旋转，由此，互感、一次漏电感以及二次漏电感具有阻抗，所以，成为包含一次电阻以及二次电阻以外的阻抗的值。或者，举出如下情况等：未知的阻抗的要素为五个以上，所以，难以将上述各电感的阻抗分离而取出一次电阻以及二次电阻的准确的值。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种不使用旋转检测器就能准确地估计交流旋转电机的电阻值的电动车辆的电力变换装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的特征在于，具备：电力变换器，对交流旋转电机进行驱动；控制部，基于运转指令对电力变换器进行控制，控制部具有：坐标变换部，将由交流旋转电机检测到的电流信息变换为正交旋转坐标上的正交轴电流；速度判断部，基于运转指令以及正交轴电流，运算针对电力变换器的电压指令，并且，判断交流旋转电机的速度为零；电阻运算部，在速度判断部将交流旋转电机的速度判断为零并且运转指令从制动指令变更为动力运行指令时，基于正交轴电流、电压指令以及动力运行指令，运算交流旋转电机的电阻。
发明效果
根据本发明，起到不使用旋转检测器就能准确地估计交流旋转电机的电阻值的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的电力变换装置的结构图。
图2是表示图1所示的电阻运算部的一个结构例的图。
图3是在应用了现有技术的情况下的感应电机的每一相的等效电路。
图4是在应用了本发明的实施方式1的电力变换装置的情况下的感应电机的一个等效电路。
图5是在应用了本发明的实施方式1的电力变换装置的情况下的感应电机的另一等效电路。
图6是用于说明本发明的实施方式1的电力变换装置的工作的图。
图7是表示本发明的实施方式1的电力变换装置的电阻值估计结果的图。
图8是表示动力运行指令、制动指令、各接通延时继电器部（ON time limit relay unit）的关系的图。
图9是表示图1所示的电阻运算部的另一结构例的图。
图10是示出本发明的实施方式2的电力变换装置的结构图。
图11是图10所示的电阻运算部的结构图。
图12是在应用了本发明的实施方式2的电力变换装置的情况下的同步电机的等效电路。
图13是本发明的实施方式3的电力变换装置的结构图。
图14是图13所示的电阻运算部的结构图。
图15是图13所示的电动机异常感测部的结构图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地对本发明的电力变换装置的实施方式进行说明。并且，本发明不被该实施方式限定。
实施方式1
图1是本发明的实施方式1的电力变换装置的结构图，图2是表示图1所示的电阻运算部的一个结构例的图，图3是在应用了现有技术的情况下的感应电机的每一相的等效电路，图4是在应用了本发明的实施方式1的电力变换装置的情况下的感应电机的一个等效电路，图5是在应用了本发明的实施方式1的电力变换装置的情况下的感应电机的另一等效电路。
在图1中，对于电力变换装置来说，作为主要结构，具有：作为交流旋转电机的感应电机1；将直流电压变换为三相电压并且对感应电机1进行驱动的电力变换器2；连接于电力变换器2的交流侧并且对在感应电机1中产生的相电流iu、iv、iw进行检测的电流检测器3a、3b、3c；控制部40。此外，控制部40具有：速度判断部4；相位运算部9；三相/dq变换部6；将检测到的相电流iu、iv、iw变换为dq轴电流检测值id、iq的dq/三相变换部10。并且，速度判断部4具有电流指令部7和作为第一运算部的速度运算部8。
并且，在图1中，作为电流检测器3，记载了利用CT等对在电力变换器2和感应电机1的连接线中流过的电流进行检测的电流检测器，但是，并不限定于此，也可以是使用其它公知的方法对相电流进行检测的结构。此外，iu+iv+iw=0的关系成立，例如，也能够根据u、v这两相的检测电流求取w相的电流，所以，也可以省略三个电流检测器中的一个电流检测器。此外，在本实施方式中，作为一个例子，说明了应用感应电机1作为交流旋转电机的情况，但是，当然同步电机也能够期待相同的效果。此外，在本实施方式中，除了交流旋转电机之外，也能够应用于对例如线性感应电动机、线性同步电动机或螺线管等的电磁促动器进行驱动控制的电力变换装置。
此外，如公知的那样，在将三相电压或三相电流向旋转正交二轴进行坐标变换时，需要控制坐标轴，但是，基于预定的角频率ω，使作为旋转二轴坐标的控制坐标轴的相位为θ。该相位θ是在作为第二运算部的相位运算部9中对预定的角频率进行积分后的值。相位运算部9对预定的角频率ω进行积分，作为相位θ，向三相/dq变换部6以及dq/三相变换部10输出。
在将本实施方式的电力变换装置应用于电车的情况下，驾驶员将来自驾驶台的作为运转指令的动力运行指令P或制动指令B输入到作为第三运算部的电阻运算部5和电流指令部7。
速度判断部4检测作为交流旋转电机的感应电机1的速度，特别是，起到用于对从电力变换器2停止时起刚启动之后的感应电机1的初始速度进行检测的作用。电流指令部7基于动力运行指令P或制动指令B生成dq轴电流指令id*、iq*。d轴电流指令id*逐步地提供，将q轴电流指令iq*设为0以使得感应电机不产生扭矩。
将在电流指令部7中生成的dq轴电流指令id*、iq*输入到速度运算部8。此外，向速度运算部8输入来自dq/三相变换部10的dq轴电流检测值id、iq。如（1）、（2）式所示，速度运算部8基于d轴电流指令id*、q轴电流指令iq*（=0）、dq轴电流检测值id、iq，运算dq轴电压指令Vd*、Vq*，并且，运算作为速度信息的角频率ω。
[数式1]
。
[数式2]
。
并且，对于比例增益Kpc、ωcpi来说，决定电流响应目标值ωcc，由（3）式给出即可。并且，就电流响应目标值ωcc而言，设定与进行再启动的最高速度相比为充分高的值。其中，Ls为感应电机1的一次侧电感，为Ls=M+ls的关系。
[数式3]
。
速度运算部8基于从与输出电压的各频率同步地进行旋转的旋转二轴（d-q轴）上的d轴电压减去了由d轴电阻引起的下降的量而得到的值，运算磁通量振幅，用上述磁通量振幅除从q轴电压减去了q轴电阻下降而得到的值，运算自由旋转中的交流旋转电机的角频率ω。以下，具体地对利用速度运算部8进行的角频率ω的运算进行说明。在旋转二轴（d-q轴）以预定的角频率ω旋转的情况下，感应电机1的电枢（1次）磁通量的d轴分量φds和q轴分量φqs能够以（4）、（5）式表现。
[数式4]
。
[数式5]
。
此外，感应电机1输出的扭矩τm与电枢磁通量和电枢电流的外积的大小成比例，能够以（6）式表现。并且，Pm表示电动机的极对数。
[数式6]
。
在旋转二轴的d轴方向和电枢磁通量的方向一致的情况下，成为φqs=0。因此，当在（4）、（5）式中代入φqs=0时，得到（7）、（8）式。
[数式7]
。
[数式8]
。
即，如果使旋转二轴（d-q轴）与根据（7）、（8）式运算出的角频率ω同步地进行旋转，则旋转二轴的d轴方向和电枢磁通量的方向一致。将从（8）式运算出的角频率ω输入至相位运算部9，运算相位θ。并且，将由速度运算部8运算出的d轴电压指令Vd*以及q轴电压指令Vq*输入到三相/dq变换部6，变换为三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*，电力变换器2基于该三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*进行驱动。
（电阻运算部）
以下，对作为本发明的最重要的部分的电阻运算部5进行说明。在图2中，电阻运算部5将动力运行指令P、制动指令B、d轴电压指令Vd*、d轴电流检测值id以及角频率ω作为输入，运算一次电阻估计值Rs_ob、二次电阻估计值Rr_ob。若更具体地进行说明，则对于图2所示的电阻运算部5来说，作为主要结构，具有：除法运算部11；锁存部12a、12b、12c；防止除零用限制处理部15；减法运算部17；二次电阻用限制处理部18；一次电阻用限制处理部19；切换部20a、20b；接通延时继电器部（50msec）21；接通延时继电器部（150msec）22；停止感测部23。
锁存部12a具有上次值存储元件部13a和切换部14a。锁存部12b（12c）也同样地具有上次值存储元件部13b（13c）和切换部14b（14c）。停止感测部23具有相等比较部24、关闭延时继电器部（1sec）25、“与”部26。
以下，更具体地说明电阻运算部5的结构和工作。将d轴电流检测值id输入到防止除零用限制处理部15。d轴电流检测值id为正的值，所以，进行以下的处理。并且，在id≤0的情况下，设定非0的小的值。此外，最大额定电流值能够由感应电机1的特性决定。
在id≤0的情况下，设为id=0.0001。在0＜id≤最大额定电流值的情况下，设为id=id（原样地输出id）。在id＞最大额定电流值的情况下，设为id=最大额定电流值。
将d轴电压指令Vd*输入到除法运算部11。除法运算部11用通过了防止除零用限制处理部15的d轴电流检测值id除d轴电压指令Vd*。将来自除法运算部11的输出输入到切换部14a和切换部16。
将动力运行指令P输入到接通延时继电器部21，在输入了动力运行指令P的接通指令之后50msec后，将接通延时继电器部21的输出信号作为接通指令而输出。该50msec期间是刚由电力变换器2对感应电机1施加了电压之后，所以，流过感应电机1内的电流id不是在图3所示的等效电路而是在图4所示的等效电路的路径中流过。
具体地对其说明如下。在图3中示出感应电机的每一相的等效电路，示出该感应电机的一次电阻Rs、二次电阻Rr、互感M、一次漏电感ls、二次漏电感lr。感应电机进行旋转，由此，这些电感M、ls、lr具有阻抗。因此，其结果是，在旋转中的感应电机中，不仅包含一次电阻Rs以及二次电阻Rr的值，还包含各电感M、ls、lr所引起的阻抗。这如在上述课题中所说明的那样。
另一方面，在感应电机1完全停止的情况下，电流不流过互感M，此外，图4的电感ls、lr也不具有阻抗。本实施方式的电力变换装置以如下方式构成：在向接通延时继电器部21输入动力运行指令P的接通指令之后的50msec期间，用d轴电流检测值id除d轴电压指令Vd*，对一次电阻估计值＋二次电阻估计值RsRr_ob进行估计。
接着，当在动力运行指令P被接通之后经过50msec后，将输出信号作为接通指令而从接通延时继电器部21输出时，切换部14a、16的接点从B变更为A。其结果是，在锁存部12a中保持有在上次值存储元件部13a中存储的RsRr_ob。即，锁存部12a对刚经过50msec之后的RsRr_ob进行锁存。
并且，该50msec的值需要比由（互感M＋二次漏电感lr）/二次电阻Rr所决定的感应电机的二次时间常数充分短。这在电车用的电动机（例如，额定功率为100kW～600kW）中电动机的二次时间常数为300～500msec左右，所以，在接通延时继电器部21中设定作为该二次时间常数的十分之一的值的50msec。发明人发现，随着接近二次时间常数，电流不流过二次电阻Rr，所以，优选设定二次时间常数的十分之一的值。
切换部16在B接点时（即，经过50msec之前）输出一次电阻设计值Rs*。一次电阻设计值Rs*是设计感应电机1时的一次电阻Rs的值（例如，115℃或105度时的值）。
切换部16在A接点时（即，经过50msec之后）输出d轴电压指令Vd*除以d轴电流检测值id而得到的值即一次电阻估计值Rs_ob1。若超过50msec，则d轴电压指令Vd*除以d轴电流检测值id而得到的值成为Rs_ob1，其理由如下。如上述那样，随着接近二次时间常数，电流不流过二次电阻Rr，所以，在图5所示的电动机的等效电路的二次电阻（未图示）中未流过电流，所以，在图5那样的路径中流过电流id。此外，在感应电机1完全停止的情况下，图5所示的一次漏电感ls和互感M不具有阻抗，所以，通过用d轴电流检测值id除d轴电压指令Vd*，由此，能够计算出一次电阻Rs的值，即，能够估计一次电阻估计值Rs_ob1。
经过50msec后，减法运算部17从所保持的RsRr_ob中减去Rs_ob1，运算二次电阻估计值Rr_ob1。另一方面，将来自切换部16的Rs_ob1输入到一次电阻用限制处理部19。
一次电阻用限制处理部19进行以下那样的处理。根据该一次电阻用限制处理部19，能够防止一次电阻估计值Rs_ob1成为超出假定之外地小的值或大的值。
在Rs_ob1≤Rs*×0.5的情况下，设为Rs_ob1=Rs*×0.5。在Rs*×0.5＜Rs_ob1≤Rs*×1.5的情况下，设为Rs_ob1=Rs_ob1（原样地输出Rs_ob1）。在Rs_ob1>Rs*×1.5的情况下，设为Rs_ob1=Rs*×1.5。并且，一次电阻设计值Rs*是设计感应电机1时的一次电阻值。
将一次电阻用限制处理部19的输出值输出到锁存部12c。将来自减法运算部17的Rr_ob1输入到二次电阻用限制处理部18。二次电阻用限制处理部18进行以下那样的处理。根据该二次电阻用限制处理部18，能够防止Rr_ob1成为超出假定以外地小的值或大的值。
在Rr_ob1≤Rr*×0.5的情况下，设为Rr_ob1=Rr*×0.5。在Rr*×0.5＜Rr_ob1≤Rr*×1.5的情况下，设为Rr_ob1=Rr_ob1（原样地输出Rr_ob1）。在Rr_ob1>Rr*×1.5的情况下，设为Rr_ob1=Rr*×1.5。并且，一次电阻设计值Rs*是设计感应电机1时的一次电阻值。
将二次电阻用限制处理部18的输出值输出到锁存部12b。切换部14a、14b的接点在接通延时继电器部22的输出被接通时从B变更为A。该接通延时继电器部22的输出被接通时表示输入动力运行指令P的接通信号之后200msec后，是起到对感应电机1的初始速度进行检测的作用的速度判断部4的工作完成的时间。
在锁存部12b中，切换部14b的接点从B变更为A，由此，保持在上次值存储元件部13b中所存储的Rr_ob1，锁存部12b的输出被输入到切换部20a。此外，在锁存部12c中，保持在上次值存储元件部13c中所存储的Rs_ob1，锁存部12c的输出被输入到切换部20b。
以下，对将动力运行指令P、制动指令B以及角频率ω作为输入的停止感测部23的结构以及工作进行说明。在本发明中，如上述那样，将电感M、ls、lr不包含阻抗、即感应电机1不进行旋转作为条件来估计一次电阻Rs的值和二次电阻Rr的值，所以，需要感测感应电机1完全停止（不旋转）。停止感测部23起到用于判断感应电机1是否完全停止的作用。
感应电机1完全停止的条件如下。（1）角频率ω为0（由相等比较部24检测），并且，（2）在从制动指令B被关闭之后1sec以内，将动力运行指令P接通（由关闭延时继电器部25和“与”部26检测）。“与”部26在满足了（1）以及（2）的条件时输出接通信号。但是，“与”部26在不满足这些条件时，例如，在角频率ω不是0时、在从制动指令B被关闭之后1sec以内未将动力运行指令P接通时、或者在从制动指令B被关闭之后超过了1sec时，输出关闭信号。
并且，作为上述（2）的意思，是在电动车辆停止时电力変换器2不工作并且以机械制动（或者称为空气制动等）来固定电动车辆的车轮的状态。在该状态下，若制动指令B从接通变成关闭，则该以机械制动来固定车轮的状态被解除，但是，由于伴随着机械性的工作，所以，并不是立刻解除全部的制动力。即，利用机械制动的工作速度来解除力，所以，在机械制动残留时，成为电动车辆的车轮被固定的状态。发明人发现，在该状态时，接通动力运行指令P，电力变换器2进行工作，利用速度判断部4对感应电机1的初始速度（角频率ω）进行检测，如果该角频率ω为零，则认为感应电机1完全停止。
在停止感测部23的输出成为接通（或者成为1）时，在切换部20a、20b中，接点从B变更为A，反映Rs_ob1以及Rr_ob1，一次电阻估计值Rs_ob以及二次电阻估计值Rr_ob被输出到外部。Rs_ob和Rr_ob被用作进行扭矩控制的矢量控制的设定值。
图6是用于说明本发明的实施方式1的电力变换装置的工作的图，图7是表示本发明的实施方式1的电力变换装置的电阻值估计结果的图，图8是表示动力运行指令、制动指令、各接通延时继电器部的关系的图。此外，图8（a）示出动力运行指令P、接通延时继电器部21、接通延时继电器部22的关系，图8（b）示出制动指令B和关闭延时继电器部25的关系。
在图6中，时刻t1是制动指令B从接通变为关闭的定时，在图6中示出了在时刻t1将制动指令B关闭后也残留实际的制动力的状态。时刻t2是输入动力运行指令P而停止感测部23的输出变为接通的定时，时刻t3是从时刻t2起50msec后的时刻。时刻t4是从时刻t3起150msec后的时刻，在该时刻t4，电阻值的估计完成。时刻t5是经过了在关闭延时继电器部25中设定的时间（1sec）的定时，是从制动指令B变为关闭的定时（t1）起经过了1sec之时。
在时刻t1～t2，电力变换器2为停止状态，所以ω=0。此外，在时刻t2以后，如上述那样，机械制动残留，所以，即使将动力运行指令P接通，也为ω=0。
此外，在时刻t1～t2，切换部16、20a、20b的接点为Ｂ，所以，电阻运算部5的输出是一次电阻设计值Rs*以及二次电阻设计值Rr*。
在时刻t2～t3，满足上述的条件（1）和（2），所以，利用除法运算部11开始RsRr_ob的运算。此外，在时刻t2，切换部16的接点为Ｂ，所以，将一次电阻设计值Rs*经由切换部20b的接点A进行输出。
在时刻t3～t4，切换部16的接点替换为A，所以，从切换部16输出Rs_ob1，并且，从减法运算部17输出Rr_ob1。
在t4～t5，切换部14b、14c的接点替换为A，所以，保持Rs_ob和Rr_ob，经由切换部20a、20b的接点A输出到外部。
在时刻t5以后，切换部20a、20b的接点替换为B，所以，再次输出一次电阻设计值Rs*以及二次电阻设计值Rr*。
在图7中示出利用仿真使用电车用感应电机（额定容量180kW）的常数确认本发明的电阻估计的精度的结果，利用该仿真能够确认一次、二次的电阻估计值是与电动机的真值（实际的电动机的值）大致一致的值。在图7（a）的Rs+Rr估计期间示出RsRr_ob的估计状态和Rs_ob的估计状态。此外，在图7（a）的Rs、Rr单独估计期间，示出利用减法运算部17所得到的Rr_ob。并且，图7（b）放大地示出了单独估计期间（t3～）的Rs_ob和Rr_ob的估计结果。
图9是表示图1所示的电阻运算部的另一结构例的图。图9所示的电阻运算部5具有锁存部12d、12e来代替图2的切换部20a、20b。在采用了锁存部12d、12e的情况下，能够逐次地反映运算出的估计结果，所以，能够连续地进行感应电机1的温度监视等。对此进行说明，在估计了Rs_ob以及Rr_ob之后，切换部14d、14e的接点替换为B，在输出了在上次值存储元件部13d、13e中保持的电阻之后，例如，在开始行驶的电动车辆再次停止时，进行上述的t1～t4的工作，由此，能够得到新的一次电阻估计值Rs_ob以及二次电阻估计值Rr_ob。
如以上说明的那样，在本实施方式的电力变换装置中，基于制动指令B、动力运行指令P、d轴电压指令Vd*、d轴电流检测值id对交流旋转电机的速度为零进行判断，在交流旋转电机的速度为零、并且在预定的时间从制动指令B变更为动力运行指令P时，基于d轴电压指令Vd*和d轴电流检测值id对交流旋转电机的电阻值进行运算，所以，能够准确地估计交流旋转电机的电阻值。在现有技术中，通过进行无速度传感器控制的交流旋转电机旋转而产生的电感分量导致难以得到准确的电阻值，但是，根据本实施方式的电力变换装置，由于是在从输入动力运行指令P之后到交流旋转电机进行旋转之前、即在得到d轴电压指令Vd*以及d轴电流检测值id并且角频率ω为零时对一次电阻估计值Rs_ob和二次电阻估计值Rr_ob进行估计的方式，所以，与现有技术相比，能够得到准确的电阻值。其结果是，将该得到的电阻值使用于矢量控制的设定值，由此，能够确保稳定的所希望的扭矩输出，此外，也能利用估计出的电阻值来估计交流旋转电机的温度。特别是，应用于作为交流旋转电机的感应电机1，由此，能够估计一次电阻Rs的值或二次电阻Rr的值。
实施方式2
图10是表示本发明的实施方式2的电力变换装置的结构图，图11是图10所示的电阻运算部的结构图，图12是应用了本发明的实施方式2的电力变换装置的情况下的同步电机的等效电路。在图10中，与实施方式1的不同之处在于，由于交流旋转电机是同步电机27，所以，在控制部41中具有电阻运算部28。以下，对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明，此处仅对不同的部分进行阐述。
在图12中，在同步电机27完全停止的情况下，在同步电机27的q轴侧不流过电流时（即，iq=0），图12所示的d轴电感Ld以及q轴电感ωLq不具有阻抗，所以，能够根据d轴电压指令Vd*和d轴电流检测值id估计电阻R的值。实现了该功能的是图11所示的电阻运算部28。电阻运算部28的大致的功能与实施方式1相同，但是，在从动力运行指令P被接通之后到经过200msec为止的期间，对电阻R进行估计。更具体地说，在切换部14a为B接点时（即，经过200msec前），估计d轴电压指令Vd*除以d轴电流检测值id而得到的值即电阻估计值R_ob1。在经过200msec后，所保持的R_ob1被输入到电阻用限制处理部50。在锁存部12b中，切换部14b的接点从B变更为A，从而保持R_ob1并向锁存部12f输入。在锁存部12f中，切换部14f的接点从A变更为B，从而保持在上次值存储元件部13f中存储的R_ob1并将R_ob输出到外部。
即，不存在实施方式1那样的估计一次电阻Rs+二次电阻Rr的模式、估计一次电阻Rs的模式、估计二次电阻Rr的模式。并且，在本实施方式中，作为一个例子，在接通延时继电器部29中设定200Msec，但是，由于不存在这些模式，所以，也能够设定为更短的值。
如以上说明的那样，本实施方式的电力变换装置与实施方式1相同地，与现有技术相比，能够得到准确的电阻值，将该得到的电阻值使用于矢量控制的设定值，由此，能够确保稳定的所希望的扭矩输出。此外，也能够利用所估计出的电阻值来估计交流旋转电机的温度。特别是，根据本实施方式，能够估计同步电机27的电阻R的值。
实施方式3
图13是本发明的实施方式3的电力变换装置的结构图，图14是图13所示的电阻运算部的结构图，图15是图13所示的电动机异常感测部的结构图。在图13中，与实施方式1的不同之处在于，在控制部42中具有电阻运算部30和作为新的结构要素的电动机异常感测部31。在本实施方式的电力变换装置中，估计感应电机1的一次电阻Rs的值和二次电阻Rr的值，使用该估计值感测感应电机1的异常。并且，对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明，此处仅对不同的部分进行阐述。
本实施方式的电力变换装置的目的在于，使用估计出的一次电阻Rs的值和二次电阻Rr的值防止感应电机1的故障。对此进行说明，例如，在电车用交流旋转电机的情况下，为了抑制电动机的转子或定子的发热而设置有冷却用的鼓风机。在该鼓风机的吸入口发生了阻塞的情况下冷却不足，所以，电动机的转子或定子温度上升，存在引起转子的绝缘破坏从而电动机产生故障的可能性。因此，在本实施方式的电力变换装置中，利用电阻运算部30估计在这样的现象下所产生的异常的温度上升，使用估计出的一次电阻Rs的值以及二次电阻Rr的值感测电动机的异常，输出使逆变器的工作停止的信号，从而防止感应电机1的故障。在本实施方式中，利用了当电动机的转子的温度上升时电动机的转子侧的二次电阻Rr的值增加的现象。
在图14中，电阻运算部30与第一实施方式大致相同，但是，其特征在于没有图2所示的限制处理部18、19。若存在限制处理部18、19，则在上述那样的现象发生时，估计出的电阻值不能够变得比预定的值大。因此，为了得到异常大的一次电阻Rs的值和二次电阻Rr的值而去掉限制处理部18、19。
在图15中，电动机异常感测部31以如下方式构成：输入由电阻运算部30所运算出的Rs_ob、Rr_ob，感测电动机的异常过温（abnormal over-temperature）。以下，说明电动机异常感测部31的结构和工作。对于电动机异常感测部31来说，作为主要的结构，具有比较器32a、比较器32b以及“或”部33而构成。比较器32a对一次电阻Rs的值和Rs*_pr进行比较，比较器32b对二次电阻Rr的值和Rr*_pr进行比较。Rs*_pr、Rr*_pr是电动机的转子或定子温度上升并且假定例如比转子的绝缘破坏的温度低的温度而设定的值。例如，根据电动机的转子或定子的材料的绝缘种类决定允许最高温度，所以，将与该允许最高温度相当的电阻值设定为Rs*_pr、Rr*_pr即可。例如，在绝缘的种类为H的情况下，最高允许温度为180度，所以，将与180度相当的电阻值设定为Rs*_pr、Rr*_pr。比较器32a对一次电阻估计值Rs_ob和Rs*_pr进行比较，在一次电阻估计值Rs_ob比Rs*_pr大的情况下，对“或”部（OR）33输出1。同样地，比较器32b对二次电阻估计值Rr_ob和Rr*_pr进行比较，在二次电阻估计值Rr_ob比Rr*_pr大的情况下，对“或”部（OR）33输出1。
“或”部33在比较器32a以及比较器32b的输出的任意一个为1时，对表示使逆变器停止的逆变器停止信号Gstp进行输出。电力变换器2接收该Gstp而使其工作停止。
如以上所说明的那样，本实施方式的电力变换装置与实施方式1相同地，与现有技术相比，能够得到准确的电阻值。因此，例如，即使在交流旋转电机的转子或定子温度上升而引起转子的绝缘破坏那样的现象发生的情况下，也能够使用准确的电阻值，精度较好地检测有无异常，所以，能够对交流旋转电机的故障防范于未然。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明能够应用于不使用速度检测器就能将交流旋转电机启动的电动车辆的电力变换装置，特别是，作为能够准确地测定交流旋转机的电阻值的发明是有用的。
附图标记的说明：
1  感应电机
2  电力变换器
3a、3b、3c  电流检测器
4  速度判断部
5、28、30、31  电阻运算部
6  三相/dq变换部
7  电流指令部
8  速度运算部
9  相位运算部
10  dq/三相变换部
11  除法运算部
12a、12b、12c、12d、12f  锁存部
13a、13b、13c、13f  上次值存储元件部
14a、14b、14c、14f、16、20a、20b  切换部
15  防止除零用限制处理部
17  减法运算部
18  二次电阻用限制处理部
19  一次电阻用限制处理部
21、22、29  接通延时继电器部
23  停止感测部
24  相等比较部
25  关闭延时继电器部
26  “与”部
27  同步电机
31 电动机异常感测部
32a、32b  比较器
33  “或”部
40、41、42  控制部
50  电阻用限制处理部
B  制动指令
Gstp  逆变器停止信号
id  d轴电流检测值
iq  q轴电流检测值
id*  d轴电流指令
iq*  q轴电流指令
iu、iv、iw  相电流信息
Ld  d轴电感
lr  二次漏电感
ls  一次漏电感
M  互感
P  动力运行指令
R  电阻
Rr  二次电阻
Rs  一次电阻
R_ob  电阻估计值
Rr_ob、Rr_ob1  二次电阻估计值
Rs_ob、Rs_ob1  一次电阻估计值
Rr*  二次电阻设计值
Rs*  一次电阻设计值
RsRr_ob  一次电阻估计值+二次电阻估计值
Vd*  d轴电压指令
Vq*  q轴电压指令
Vu*、Vv*、Vw*  三相电压指令
θ  相位
τm  扭矩
ω  角频率
ωLq  q轴电感。

Claims (4)

1.一种电动车辆的电力变换装置，其特征在于，具备：
电力变换器，对交流旋转电机进行驱动；以及
控制部，基于运转指令对所述电力变换器进行控制，
所述控制部具有：
坐标变换部，将由所述交流旋转电机检测到的电流信息变换为正交旋转坐标上的正交轴电流；
速度判断部，基于所述运转指令以及所述正交轴电流，运算针对所述电力变换器的电压指令，并且，判断所述交流旋转电机的速度；以及
电阻运算部，在所述速度判断部将交流旋转电机的速度判断为零之后并且从所述运转指令从制动指令变更为动力运行指令的时刻起的设定得比所述交流旋转电机的二次时间常数短的预定时间内，基于所述正交轴电流和所述电压指令，对所述交流旋转电机的一次电阻和二次电阻之和进行运算，在经过所述预定时间之后，基于所述正交轴电流和所述电压指令，对所述交流旋转电机的所述一次电阻进行运算。
2.一种电动车辆的电力变换装置，其特征在于，具备：
电力变换器，对交流旋转电机进行驱动；以及
控制部，基于运转指令对所述电力变换器进行控制，
所述控制部具有：
坐标变换部，将由所述交流旋转电机检测到的电流信息变换为正交旋转坐标上的正交轴电流；
速度判断部，基于所述运转指令以及所述正交轴电流，运算针对所述电力变换器的电压指令，并且，判断所述交流旋转电机的速度；以及
电阻运算部，在所述速度判断部将交流旋转电机的速度判断为零之后并且从所述运转指令从制动指令变更为动力运行指令的时刻起的设定得比所述交流旋转电机的二次时间常数短的预定时间内，基于所述正交轴电流和所述电压指令，对所述交流旋转电机的一次电阻和二次电阻之和进行运算，在经过所述预定时间之后，基于所述正交轴电流和所述电压指令，对所述交流旋转电机的所述一次电阻进行运算，
在所述交流旋转电机是同步电机的情况下，
在所述电阻运算部中对所述一次电阻进行运算来作为所述同步电机的电阻。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的电力变换装置，其特征在于，
所述交流旋转电机是感应电机，
所述电阻运算部对所述感应电机的一次电阻以及二次电阻进行运算。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的电力变换装置，其特征在于，
所述控制部具备电动机异常感测部，该电动机异常感测部基于所述感应电机的一次电阻以及二次电阻，感测所述感应电机的异常过热，使电力变换器停止。
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