DE102014201063A1 - Stromrichterausrüstung - Google Patents

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DE102014201063A1
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DE201410201063
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Koichi Yahata
Ryuji Kurihara
Keiji Kunii
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Hitachi Astemo Ltd
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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Abstract

Eine Stromrichterausrüstung wird bereitgestellt, die eine anomale Korrespondenzsteuerung unter Verwendung eines einfach konfigurierten Controllers ausführt. Die Stromrichterausrüstung umfasst: in Brückenschaltung verbundene Leistungshalbleitervorrichtungen; eine Ansteuerschaltungsanordnung (21), die die Leistungshalbleitervorrichtungen ansteuert; eine Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23), die die Ansteuerschaltungsanordnung (21) mit einer Spannung versorgt, während sie eine erste DC-Spannung, die an die Leistungshalbleitervorrichtungen angelegt ist, als Eingangsspannung bezieht; eine Spannungswandlerschaltung (32), die den Eingang der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) mit einer dritten DC-Spannung versorgt, während sie eine zweite DC-Spannung, die niedriger ist als die erste DC-Spannung, als eine Eingangsspannung bezieht; und eine Steuerschaltungsanordnung, die die höhere Spannung der ersten DC-Spannung und der dritten DC-Spannung in die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) einspeist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Teile einer Stromrichterausrüstung.
  • Hintergrund
  • Eine Wechselrichterausrüstung, die einen Motor und ähnliche Vorrichtungen betreibt, die einen Dreiphasen-Wechselstrom (Dreiphasen-AC) verwenden, den die Wechselrichterausrüstung durch Ausführen eines Schaltens der Spannung einer Gleichstrom-Stromversorgung (DC-Stromversorgung) erzeugt, ist allgemein bekannt. Zum Beispiel legt die Patentliteratur 1 eine Wechselrichterausrüstung offen, die den AC-Ausgangsanschluss eines Wechselrichters kurzschließt, wenn eine Anomalie auftritt.
    Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. Hei9(1997)-47055
  • Zusammenfassung
  • Die Wechselrichterausrüstung, die in Patentliteratur 1 offengelegt ist, hat aber das folgende Problem. Es gibt nämlich ein Problem damit, weil das Kurzschließen des AC-Ausgangs nicht fortgesetzt werden kann, wenn die Spannungsversorgung für einen Controller, der Schalter steuert, abgeschaltet ist und es wird ein komplexes Steuerverfahren benötigt, wenn eine Anomalie auftritt.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Eine Stromrichterausrüstung nach Anspruch 1 umfasst: in Brückenschaltung verbundene Leistungshalbleitervorrichtungen; eine Ansteuerschaltungsanordnung, die die Leistungshalbleitervorrichtungen ansteuert; eine Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung, die die Ansteuerschaltungsanordnung mit einer Spannung versorgt, während sie eine erste DC-Spannung, die an die Leistungshalbleitervorrichtungen angelegt ist, als eine Eingangsspannung bezieht; eine Spannungswandlerschaltung, die den Eingang der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung mit einer dritten DC-Spannung versorgt, während sie eine zweite DC-Spannung, die niedriger ist als die erste DC-Spannung, als eine Eingangsspannung bezieht; und/oder eine Steuerschaltungsanordnung, die die höhere der ersten DC-Spannung und der dritten DC-Spannung in die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung einspeist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die anomale entsprechende Steuerung eines Controllers vereinfacht werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das schematisch die Anordnung der Wechselrichterausrüstung nach einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm, das schematisch die Anordnung einer Spannungswandlerschaltung 32 zeigt.
  • 3 ist das Flussdiagramm eines Aktionsablaufs für einen Ausfall, der durch einen Hilfscontroller 30 ausgeführt wird.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das die zeitlichen Veränderungen der einzelnen Spannungen zeigt.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Anordnung der Wechselrichterausrüstung zeigt, die als ein Vergleichsbeispiel dient.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das die zeitliche Veränderung einer Hochspannung HVDC zeigt.
  • Genaue Beschreibung
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Anordnung einer Wechselrichterausrüstung zeigt, die als ein Vergleichsbeispiel dient. Wechselrichterausrüstung 11 wandelt eine DC-Hochspannung (z. B. 300 V), die von einer Batterie 16 gesendet wird, in eine Dreiphasen-AC-Spannung um und legt die Dreiphasen-AC-Spannung an einen Motor 10 an, um den Motor 10 anzusteuern. Der Motor 10 ist ein Synchronmotor, der einen Permanentmagneten enthält. Ein Kontaktgeber 15 ist zwischen der Batterie 16 und der Wechselrichterausrüstung 11 verbunden. Der Kontaktgeber 15 wird durch einen oberen Controller (nicht gezeigt) gesteuert und die elektrische Stromversorgung von der Batterie 16 für die Wechselrichterausrüstung 11 wird durch die An-Aus-Aktionen des Kontaktgebers 15 ein- oder ausgeschaltet.
  • Die Wechselrichterausrüstung 11 umfasst: ein Leistungshalbleitermodul 12, das eine Dreiphasen-Brückenanordnung besitzt; einen Kondensator 13 zum Spannungsglätten; eine Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17, auf der eine Ansteuerschaltungsanordnung 21 montiert ist; und einen Motor-Controller 18, der Steuerimpulse an die Ansteuerschaltungsanordnung 21 sendet. Die Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 arbeitet auf der Basis einer Hochspannung HVDC, die von der Batterie 16 gesendet wird.
  • Der Motor-Controller 18 arbeitet auf der Basis einer Niederspannung VB (z. B. 12 V), die von einer Stromversorgung 19 gesendet wird, die separat von der Batterie 16 installiert ist. Die Niederspannung VB ist niedriger als die Hochspannung, die von der Batterie 16 gesendet wird.
  • Die Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 umfasst: eine Ansteuerschaltungsanordnung 21 für sechs Phasen, deren Komponenten den jeweiligen Leistungshalbleiterschaltvorrichtungen entsprechen, die die Dreiphasen-Brücke konfigurieren; eine Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23; einen Isolatorvorrichtung 31; und einen Hilfs-Controller 30.
  • Die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 bezieht die Hochspannung, die von der Batterie 16 gesendet wird, und sendet Spannungen, die voneinander isoliert sind, an die jeweiligen Komponenten der Ansteuerschaltungsanordnung 21. Der Isolatorvorrichtung 31 isoliert die Steuerimpulse, die von dem Motor-Controller 18 gesendet werden, und sendet die isolierten Steuerimpulse an die jeweiligen Komponenten der Ansteuerschaltungsanordnung 21. Der Hilfs-Controller 30 detektiert ein Anomaliedetektionssignal, das ausgegeben wird, wenn eine Anomalie in dem Motor-Controller 18 auftritt, und führt eine Steuerung, die notwendig ist, um den Motor 10 sicher anzuhalten, aus.
  • Der obere Controller, der nicht gezeigt ist, sendet ein Signal, das Informationen über ein Drehmoment und eine Drehzahl umfasst, an den Motor-Controller 18 als einen Ansteuerbefehl für den Motor 10. Der Motor-Controller 18 sendet Steuerimpulse (PWM-Signale), die diesem Befehl entsprechen, an die jeweiligen Komponenten der Ansteuerschaltungsanordnung 21.
  • Jede Komponente der Ansteuerschaltungsanordnung 21 steuert schaltenderweise die entsprechende Leistungshalbleiterschaltvorrichtung des Leistungshalbleitermoduls 12 in Übereinstimmung mit dem entsprechenden PWM-Signal, das durch den Motor-Controller 18 ausgegeben wird. Als Ergebnis wird die DC-Hochspannung, die von der Batterie 16 gesendet wird, in eine Dreiphasen-AC-Spannung zum Antreiben des Motors 10 umgewandelt.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Wechselrichterausrüstung 11 in dem Fall beschrieben, in dem der Motor-Controller 18 aus einem beliebigen Grund (z. B. aufgrund der Fehlfunktion des Motor-Controllers) während des Betriebs des Motors 10 anhält. Der obere Controller (nicht gezeigt) schaltet den Kontaktgeber 15 nach Detektieren des unerwarteten Anhaltens des Motor-Controllers 18 ab. Als Ergebnis ist die Batterie 16 von der Wechselrichterausrüstung 11 elektrisch getrennt.
  • Wenn der Motor 10 sich in diesem Moment dreht, wird durch die Drehung des Motors 10 eine Induktionsspannung erzeugt. Die erzeugte Induktionsspannung ist an Teile wie etwa das Leistungshalbleitermodul 12, den Kondensator 13 und die Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 durch die Dioden eines oberen Arms 28 in dem Leistungshalbleitermodul 12 angelegt. Der Hilfs-Controller 30 auf der Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 führt eine Steuerung so aus, dass die Spannungsfestigkeiten der jeweiligen Teile nicht durch die Induktionsspannung, die durch den Motor 10 erzeugt wird, überschritten wird.
  • Die konkreten Inhalte der oben erwähnten Steuerung werden nachstehend beschrieben. Ein Signal MCLOST, das das Anhalten des Motor-Controllers 18 anzeigt, wird von dem Motor-Controller 18 in den Hilfs-Controller 30 eingespeist. Nach Detektieren des Anhaltens des Motor-Controllers 18 auf der Basis der Änderung dieses Signals MCLOST, schaltet der Hilfs-Controller 30 den unteren Arm 29 des Leistungshalbleitermoduls 12 an. Als Ergebnis werden die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 nebengeschlossen. Zusätzlich dazu entlädt der Hilfs-Controller 30 schnell die elektrische Ladung des Kondensators 13, wobei ein Entladungswiderstand und ein Halbleiterschalter verwendet werden (die nicht gezeigt sind). Aufgrund dieser durch den Hilfs-Controller 30 ausgeführten Steuerung sinkt die Hochspannung HVDC, die an das Leistungshalbleitermodul 12, den Kondensator 13, die Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 und dergleichen angelegt ist, allmählich mit der Zeit.
  • In Wirklichkeit kann, weil die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 die Hochspannung HVDC bezieht und Spannungen an die jeweiligen Teile auf der Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 liefert, die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 keine Spannung liefern, die für den Betrieb des Hilfs-Controllers 30 notwendig ist, wenn die Hochspannung HVDC weiter als auf einen vordefinierten Spannungswert (z. B. 100 V) sinkt. Als Ergebnis hält der Hilfs-Controller 30 seinen Betrieb an und es wird außerdem unmöglich für den Hilfs-Controller 30, den unteren Arm 29 des Leistungshalbleitermoduls 12 anzuschalten.
  • Wenn der Hilfs-Controller 30 seinen Betrieb anhält, wird der untere Arm 29 wieder abgeschaltet und die Hochspannung HVDC beginnt aufgrund der Induktionsspannung, die durch den Motor 10 erzeugt wird, zu steigen. Obwohl der Hilfs-Controller 30, wenn der Wert der Hochspannung HVDC größer oder gleich 100 V wird, seinen Betrieb wiederaufnimmt, gibt es die Möglichkeit, dass die Hochspannung HVDC vor der Aktivierung des unteren Arms 29, die durch den Hilfs-Controller 30 ausgeführt wird, größer wird als die Spannungsfestigkeiten der Teile, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit der Hochspannung HVDC größer ist als die anfängliche Hochfahrgeschwindigkeit des Hilfs-Controllers 30.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das die zeitliche Änderung der Hochspannung HVDC zeigt, wenn der Hilfs-Controller 30 die obige Steuerung ausführt. Der Wert der Hochspannung HVDC, der anfangs bei 300 V liegt, beginnt zu der Zeit t11 zu steigen, wenn der Kontaktgeber 15 abgeschaltet wird. Die Hochspannung HVDC sinkt aber mit der Zeit, weil der Hilfs-Controller 30 die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 zu der Zeit t12 nebenschließt. Zu der Zeit t13, zu der die Hochspannung HVDC auf 100 V sinkt, sinkt die an den Hilfs-Controller 30 angelegte Spannung, so dass der untere Arm 29 abgeschaltet wird und die Nebenschlüsse der drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 aufgehoben werden. Als Ergebnis beginnt die Hochspannung HVDC zu der Zeit t13 wieder zu steigen. Anschließend schaltet der Hilfs-Controller 30 zu der Zeit t14, zu der die Hochspannung HVDC sich wieder 300 V nähert, den unteren Arm 29 des Leistungshalbleitermoduls 12 ein, um die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 nebenzuschließen. Bis die Drehung des Motors 10 vollständig anhält und die Erzeugung des Induktionsstroms aufhört, wiederholt der Hilfs-Controller 30 den obigen Betriebsschritt, so dass der Wert der Hochspannung HVDC zwischen 100 V und 300 V gehalten wird.
  • Als nächstes wird eine Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung auf die oben beschriebene Wechselrichterausrüstung 11 angewandt wird, beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Anordnung der Wechselrichterausrüstung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. Die Anordnung der Wechselrichterausrüstung 41, die in 1 gezeigt ist, unterscheidet sich dadurch von der der Wechselrichterausrüstung 11, die in 5 gezeigt ist, dass die Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 der Wechselrichterausrüstung 41 eine Spannungswandlerschaltung 32 und Gleichrichter 33 und 34 umfasst. Nachstehend wird vor allem der oben erwähnte Unterschied beschrieben.
  • Die Spannungswandlerschaltung 32 wandelt eine Niederspannung VB, die von einer Niederspannungsstromversorgung 19 geliefert wird, in eine Spannung V3, die für den Betrieb einer Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 notwendig ist, um und liefert die Spannung V3 an die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23, während sie die Spannung V3 von der Niederspannung VB isoliert hält. Die Verdrahtung des Ausgangs für die Spannung V3 aus der Spannungswandlerschaltung 32 ist mit der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 auf der Ansteuerschaltungsanordnungsplatine 17 verbunden. Der Gleichrichter 33 ist zwischen dem obigen Verbindungspunkt und der Spannungswandlerschaltung 32 installiert, um zu verhindern, dass die Hochspannung HVDC an die Spannungswandlerschaltung 32 angelegt wird. Ebenso ist der Gleichrichter 34 zwischen dem obigen Verbindungspunkt und der Verdrahtung zum Liefern der Hochspannung HVDC installiert, um zu verhindern, dass die Spannung V3, die von der Spannungswandlerschaltung 32 ausgegeben wird, an einen Kondensator 13 und ein Leistungshalbleitermodul 12 angelegt wird.
  • Aufgrund der Anwesenheit der Gleichrichter 33 und 34, wird eine Eingangsspannung VDin an der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 gleich groß wie die höhere Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3. Mit anderen Worten bilden die Gleichrichter 33 und 34, die mit dem Eingangsanschluss der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 verbunden sind, eine Steuerschaltungsanordnung, die die höhere Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3 in die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 einspeist. Zum Beispiel ist es in dem Fall, in dem eine Spannung, deren Wert ungefähr gleich 40 V ist, für den Betrieb der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 benötigt wird, unproblematisch, wenn der Wert der Spannung V3, die von der Spannungswandlerschaltung 32 geliefert wird, auf 40 V oder mehr (z. B. 60 V) festgesetzt ist.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm, das schematisch die Anordnung der Spannungswandlerschaltung 32 darstellt. Die Spannungswandlerschaltung 32 umfasst eine Flyback-Stromversorgung und die sekundäre Schaltung der Spannungswandlerschaltung 32 umfasst eine Ausgangsschaltung und eine Rückkopplungsschaltung. Ein Eingangsfilterkondensator C2 und eine Schaltregler-Steuerschaltungsanordnung SW1 sind parallel geschaltet an einem Anschluss, an dem die Niederspannung VB anliegt, angeschlossen. Die Schaltregler-Steuerschaltungsanordnung SW1 steuert einen Schalttransistor T1, der mit einem Leistungstransistor L1 verbunden ist, an, während sie eine Rückkopplungssteuerung so ausführt, dass eine Spannung an der sekundären Seite konstant gehalten wird.
  • Die Rückkopplungsschaltung umfasst eine Diode D20, einen Kondensator C20 und einen Ableitwiderstand R20. Eine Rückkopplungsspannung VFB wird durch die Schaltregler-Steuerschaltungsanordnung SW1 als eine Rückkopplungsspannung verwendet. Die Rückkopplungsspannung VFB wird auch an einen Motor-Controller 18 geliefert. Während einer Überwachung der Rückkopplungsspannung VFB prüft der Motor-Controller 18, ob die Spannungswandlerschaltung 32 normal arbeitet oder nicht.
  • Die Ausgangsschaltung umfasst eine Diode D10, einen Kondensator C10 und einen Ableitwiderstand R10 und gibt die Spannung V3 aus. Die oben erwähnten Gleichrichter 33 und 34 sind auf der späteren Stufe der Ausgangsschaltung installiert, und die höhere Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3 wird zu der Eingangsspannung VDin an der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23.
  • In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die Ausgangsspannung V3 der Spannungswandlerschaltung 32 60 V beträgt. Daher wird, wenn der Wert der Hochspannung HVDC größer oder gleich 60 V ist, die Eingangsspannung VDin an der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 gleich der Hochspannung HVDC. Auf der anderen Seite wird, wenn der Wert der Hochspannung HVDC kleiner als 60 V ist, die Ausgangsspannung V3 der Spannungswandlerschaltung 32 (60 V) gleich der Eingangsspannung VDin an der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Wechselrichterausrüstung 41 in dem Fall beschrieben, in dem der Motor-Controller 18 aus einem beliebigen Grund (z. B. auf Grund der Fehlfunktion des Motor-Controllers 18) während des Betriebs des Motors 10 anhält.
  • 3 ist das Flussdiagramm eines Aktionsablaufs, der durch einen Hilfs-Controller 30 ausgeführt wird, für einen Ausfall des Motor-Controllers 18. Der Hilfs-Controller 30 führt den Ablauf, der in 3 gezeigt ist, wiederholt aus, während die Wechselrichterausrüstung 41 in Betrieb ist. Zusätzlich kann die Ausführungsanordnung für das Ausführen des Ablaufs, der in 3 gezeigt ist, eine beliebige Anordnung sein. Zum Beispiel kann der Hilfs-Controller 30 auf so eine Weise konfiguriert sein, dass ein Steuerprogramm zum Ausführen des Ablaufs, der in 3 gezeigt ist, in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert ist und ein CPU, der nicht gezeigt ist, sondern in den Hilfs-Controller 30 eingebettet ist, liest das Steuerprogramm aus und führt das Steuerprogramm aus. Alternativ kann der Hilfs-Controller 30 als eine elektronische Schaltung konfiguriert sein, die den Ablauf, der in 3 gezeigt ist, ausführt.
  • Als erstes beurteilt der Hilfs-Controller 30 bei Schritt S100 mit Bezug auf ein Signal MCLOST, ob der Motor-Controller 18 in seinem Stoppzustand ist oder nicht. Zum Beispiel wird eine Impulssignalausgabe durch den Motor-Controller 18 bei konstanten Taktzeiten auf das Signal MCLOST festgesetzt, und wenn das Impulssignal undetektierbar wird (wenn der Spannungswert des Signals MCLOST ein konstanter Spannungswert wird und. nicht variiert), urteilt der Hilfs-Controller 30, dass der Motor-Controller 18 in seinem Stoppzustand ist. Wenn der Motor-Controller 18 nicht in seinem Stoppzustand ist, beendet der Hilfs-Controller 30 das Ausführen des Ablaufs, der in 3 gezeigt ist. Auf der anderen Seite lässt der Hilfs-Controller 30 den Ablauf zu Schritt S110 fortschreiten, wenn der Motor-Controller 18 in seinem Stoppzustand ist.
  • Wenn ein oberer Controller, der nicht gezeigt ist, den unerwarteten Stopp des Motor-Controllers 18 detektiert, schaltet der obere Controller einen Kontaktgeber 15 ab. Als Ergebnis wird die Batterie 16 von der Wechselrichterausrüstung 41 elektrisch getrennt.
  • Bei Schritt S110 beurteilt der Hilfs-Controller 30, ob die Ausgangsspannung V3 der Spannungswandlerschaltung 32 anomal ist oder nicht. Zum Beispiel urteilt der Hilfs-Controller 30, dass die Ausgangsspannung V3 anomal ist, wenn die Ausgangsspannung V3 weit von 60 V entfernt ist. Wenn geurteilt wird, dass die Ausgangsspannung V3 nicht anomal ist, d. h., wenn geurteilt wird, dass die Spannungswandlerschaltung 32 normal arbeitet, Seite lässt der Hilfs-Controller 30 den Ablauf zu Schritt S160 fortschreiten. Bei Schritt S160 schaltet der Hilfs-Controller 30 den unteren Arm 29 des Leistungshalbleitermoduls 12 an, was die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 nebenschließt. Zusätzlich entlädt der Hilfs-Controller 30 schnell die elektrische Ladung des Kondensators 13, wobei ein Entladungswiderstand und ein Halbleiterschalter verwendet werden (der Entladungswiderstand und der Halbleiterschalter sind nicht gezeigt), obwohl dieser Betriebsschritt des Hilfs-Controllers 30 nicht explizit in 3 dargestellt ist.
  • Wenn auf der anderen Seite bei Schritt S110 die Ausgangsspannung V3 als anomal beurteilt wird, d. h. wenn geurteilt wird, dass die Spannungswandlerschaltung 32 nicht normal arbeitet, lässt der Hilfs-Controller 30 den Ablauf zu Schritt S120 fortschreiten. Bei Schritt S120 beurteilt der Hilfs-Controller 30, ob die Hochspannung HVDC kleiner als 100 V ist oder nicht, und wenn der Wert der Hochspannung HVDC kleiner als 100 V ist, lässt der Hilfs-Controller 30 den Ablauf zu Schritt S130 fortschreiten und schaltet den unteren Arm 29 ab. Zusätzlich beurteilt der Hilfs-Controller 30 bei Schritt S140, ob der Wert der Hochspannung HVDC größer als 300 V ist oder nicht, und wenn der Wert der Hochspannung HVDC größer als 300 V ist, lässt der Hilfs-Controller 30 den Ablauf zu Schritt S150 fortschreiten und schaltet den unteren Arm 29 an.
  • Wie oben beschrieben hebt der Hilfs-Controller 30 in dem Fall, in dem die Spannungswandlerschaltung 32 in ihrem anomalen Zustand ist, die Nebenschlüsse der drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 auf, bevor die Hochspannung HVDC niedriger wird als die Betriebsspannung der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 (z. B. bevor die Hochspannung HVDC kleiner oder gleich 100 V wird), so dass der Hilfs-Controller 30 absichtlich veranlasst, dass die Induktionsspannung des Motors 10 an der Wechselrichterausrüstung 41 angelegt ist. Zusätzlich schaltet der Hilfs-Controller 30 den unteren Arm 29 des Leistungshalbleitermoduls 12 an, wenn der Wert der Hochspannung HVDC sich wieder 300 V nähert, um die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 nebenzuschließen, so dass die Hochspannung HVDC nicht viel zu hoch wird. Bis die Erzeugung der Induktionsspannung durch den Motor 10 gestoppt ist, wiederholt der Hilfs-Controller 30 den obigen Betriebsschritt, so dass der Wert der Hochspannung HVDC zwischen 100 V und 300 V gehalten wird.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das die zeitlichen Änderungen der einzelnen Spannungen darstellt, wenn der Hilfs-Controller 30 die Steuerung bei Schritt S160 ausführt. Der Wert der Eingangsspannung VDin (der Hochspannung HVDC) an der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23, der anfangs bei 300 V liegt, beginnt zu der Zeit t1, bei der der Kontaktgeber 15 abgeschaltet wird, zu steigen. Die Eingangsspannung VDin (die Hochspannung HVDC) sinkt aber mit der Zeit, weil der Hilfs-Controller 30 die drei Phasen des Leistungshalbleitermoduls 12 zu der Zeit t2 nebenschließt. Obwohl die Hochspannung HVDC selbst nach der Zeit t3, zu der die Eingangsspannung VDin auf 60 V sinkt, weiterhin fällt, bleibt der Wert der Eingangsspannung VDin bei ungefähr 60 V nach der Zeit t3, weil die die Ausgangsspannung V3 der Spannungswandlerschaltung 32 an der Eingangsseite der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 über den Gleichrichter 33 nach der Zeit t3 weiterhin angelegt ist.
  • Die Wechselrichterausrüstung nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform führt zu den folgenden vorteilhaften Effekten:
    • (1) Die höhere Spannung der Hochspannung HVDC, die an das Leistungshalbleitermodul 12 angelegt ist, und der Spannung V3, die von der Spannungswandlerschaltung 32 ausgegeben wird, die die Niederspannung VB bezieht, deren Wert niedriger ist als der der Hochspannung HVDC, wird als Eingangsspannung an die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 geliefert. Infolge einer solchen Anordnung ist es, selbst wenn die Hochspannung HVDC sinkt, nicht notwendig, dass der Hilfs-Controller 30 seine Steuerung in Übereinstimmung mit dem Abfall der Hochspannung HVDC ändert, was es ermöglicht, die anomale Korrespondenzsteuerung des Hilfs-Controllers 30 zu vereinfachen.
    • (2) Sowohl die Hochspannung HVDC als auch die Spannung V3 wird jeweils über die Gleichrichter 33 und 34 unabhängig voneinander an die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 geliefert. Infolge einer solchen Anordnung wird die Schaltungsanordnung der Wechselrichterausrüstung 41 einfach, und selbst in dem Fall, in dem eine Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3 höher ist als die andere, gibt es keine Möglichkeit, dass die höhere der zwei Spannungen an andere Komponenten als die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 angelegt wird.
  • Von den folgenden Abwandlungen der vorliegenden Erfindung kann angenommen werden, dass sie in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen und dass auch eine Kombination der oben beschriebenen Ausführungsform und einer oder mehrerer Abwandlungen vorgenommen werden kann.
  • Erste Abwandlung
  • Obwohl angenommen in der oben beschriebenen Ausführungsform worden ist, dass der Wert der Spannung, die durch die Batterie 16 geliefert wird, 300 V ist, der Wert der Spannung die durch die Niederspannungsversorgung 19 geliefert wird, 12 V ist und der Wert der Spannung, die durch die Spannungswandlerschaltung 32 geliefert wird, 60 V ist, können die Werte dieser Spannungen jeweils von 300 V, 12 V und 60 V verschieden sein. Zum Beispiel ist es vorstellbar, dass die Spannungswandlerschaltung 32 eine Spannung liefert, deren Wert höher ist als der Wert der durch die Batterie 16 gelieferten Spannung. Zusätzlich dazu kann es, obwohl der Hilfs-Controller 30 dann, wenn eine Anomalie in der Spannungswandlerschaltung 32 auftritt, eine Steuerung so ausführt, dass der Wert der Hochspannung HVDC bei mehr als 100 V gehalten wird, möglich sein, diesen Wert für die Hochspannung HVDC auf einen anderen Wert als 100 V festzusetzen.
  • Zweite Abwandlung
  • Es ist in der oben beschriebenen Ausführungsform angenommen worden, dass der Motor 10 ein Synchronmotor des Permanentmagnet-Typs ist, aber es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auf Stromrichterausrüstung (Wechselrichterausrüstung) anwendbar ist, die einen Motor verwendet, der sich von dem Synchronmotor des Permanentmagnet-Typs unterscheidet.
  • Dritte Abwandlung
  • In der Wechselrichterausrüstung 41, die in 1 gezeigt ist, bilden die Gleichrichter 33 und 34, die an dem Anschluss der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 installiert sind, eine Steuerschaltungsanordnung, die so konfiguriert ist, dass die höhere Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3 der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 zugeführt wird, aber es ist selbstverständlich, dass andere Arten von Steuerschaltungsanordnungen, die so konfiguriert sind, dass die höhere Spannung der Hochspannung HVDC und der Spannung V3 der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung 23 zugeführt wird, anstatt der obigen Steuerschaltungsanordnung verwendet werden können.
  • Solange die vorteilhaften Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und es ist selbstverständlich, dass andere Ausführungsformen, von denen angenommen werden kann, dass sie in den Bereich der technologischen Ideen der vorliegenden Erfindung fallen, in dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 9-47055 [0002]

Claims (4)

  1. Stromrichterausrüstung, die umfasst: in Brückenschaltung verbundene Leistungshalbleitervorrichtungen; eine Ansteuerschaltungsanordnung (21), die die Leistungshalbleitervorrichtungen ansteuert; eine Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23), die die Ansteuerschaltungsanordnung (21) mit einer Spannung versorgt, während sie eine erste DC-Spannung, die an die Leistungshalbleitervorrichtungen angelegt wird, als eine Eingangsspannung bezieht; eine Spannungswandlerschaltung (32), die den Eingang der Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) mit einer dritten DC-Spannung versorgt, während sie eine zweite DC-Spannung, die niedriger ist als die erste DC-Spannung, als eine Eingangsspannung bezieht; und eine Steuerschaltungsanordnung, die die höhere Spannung der ersten DC-Spannung und der dritten DC-Spannung in die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) einspeist.
  2. Stromrichterausrüstung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltungsanordnung die erste DC-Spannung und die dritte DC-Spannung, die an die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) geliefert werden sollen, über einen Gleichrichter (33) bzw. einen Gleichrichter (34) und unabhängig voneinander an die Ansteuerstromversorgungsschaltunganordnung (23) liefert.
  3. Stromrichterausrüstung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Spannungswandlerschaltung (32) die dritte DC-Spannung, die niedriger als die erste DC-Spannung ist, liefert.
  4. Stromrichterausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leistungshalbleitervorrichtungen einen Synchronmotor des Permanentmagnet-Typs ansteuern.
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