JP2008092676A

JP2008092676A - インバータ試験装置

Info

Publication number: JP2008092676A
Application number: JP2006271008A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ikuma; 俊明井熊; Masaharu Ishiguro; 正治石黒
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作や、循環電流の影響による供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができるインバータ試験装置を提供する。
【解決手段】バッテリ相当部１１で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータ１５に供給し、インバータ１５からの駆動電源をモータ相当部１２に供給して、インバータ１５の試験を行う。モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアースラインＥＣ１Ｈ間、及び、負極ラインＮ１とアースラインＥＣ１Ｈ間に、コンデンサＣ１及びＣ２をそれぞれ挿入すると共に、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１とアースラインＥＣ１間、及び、負極ラインＮ１１とアースラインＥＣ１間に、コンデンサＣ１１及びＣ１２をそれぞれ挿入することにより、ノイズを除去することができる。更に、ゼロ相リアクトルＬＺ１を装着することにより、循環電流をなくし、発熱を少なくすることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば電気自動車用のインバータの試験を行うインバータ試験装置に関するもので、特に、そのノイズ対策に関する。

従来、電気自動車用のインバータの開発試験では、実際にモータを駆動して性能を評価したり、リアクトルと抵抗（ＬＲ負荷）を用いて定格や過負荷耐量の評価試験を行っている。しかしながら、ＬＲ負荷の場合はモータの角度位置や速度のセンサ信号を発生することはできないため、負荷状態の中における評価試験にしか用いることはできなかった。

そこで、例えば特許文献１に示されるように、回転速度、馬力、電圧などのモータ特性を自由に設定できるインバータ試験装置が提案されている。このようなインバータ試験装置を用いると、モータと同じ電圧を発生し、電流を流し、電力を消費し、刻々の回転速度情報を得ることができ、電気自動車用インバータに対し、モータが接続されているときと同じ動作状況を実現することができる。
特開２００３−１５３５４６号公報

本願出願人は、上述のようなインバータ試験装置の開発を進めている。このような開発の過程で、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作が問題となっている。

また、インバータ試験装置には、供試体となるインバータと、実際のモータを模擬したモータ相当部（擬似負荷用インバータ）との間をリアクトルで接続するタイプのものと、トランスで接続するタイプのものがある。リアクトル接続型は、直流から数千ヘルツの試験に使用される。トランス接続型は、３０ヘルツ以上の試験に使用される。トランス接続型の場合には、供試体とモータ相当部との間は、直流的には遮断されるが、リアクトル接続型の場合には、供試体とモータ相当部との間は遮断されていないため、循環電流が生じ、発熱の問題が生じる可能性がある。

本発明は、上述の課題を鑑み、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作や、循環電流の影響による発熱の問題を回避することができるインバータ試験装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、第１の発明は、バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置である。

第２の発明は、バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置である。

第３の発明は、バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置である。

第４の発明は、バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置である。

第５の発明は、バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着すると共に、モータ相当部からの線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置である。

上記第１〜第５の発明において、供試体としてのインバータとモータ相当部との間をトランスを介して接続するようにしたことを特徴とする。

上記第１〜第５の発明において、供試体としてのインバータとモータ相当部との間をリアクトルを介して接続するようにしたことを特徴とする。

第１の発明によれば、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしているので、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

第２の発明によれば、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしているので、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

第３の発明によれば、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしているので、ノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

第４の発明によれば、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしているので、ノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができると共に、循環電流を阻止して、発熱の問題を回避することができる。

第５の発明によれば、モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着すると共に、モータ相当部からの線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしているので、ノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができると共に、循環電流を阻止して、発熱の問題を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、インバータ試験装置１の基本構成を示すものである。図１に示すように、インバータ試験装置１は、バッテリを模擬したバッテリ相当部１１と、モータを模擬したモータ相当部１２とを含み、バッテリ相当部１１で直流電源を形成し、この直流電源を、供試体としてのインバータ１５に供給し、供試体としてのインバータ１５からの駆動電源をモータ相当部１２に供給して、供試体としてのインバータ１５の試験を行うものである。供試体としてのインバータ１５は、インバータ試験装置１に取り付けられ、供試体としてのインバータ１５の特性は、制御計測装置１４で計測される。

つまり、図１において、商用電源２１からの電源は、回生処理ブロック１８、トランス２２を介して、バッテリ相当部１１に供給される。バッテリ相当部１１で、バッテリを模擬して、所定電圧の直流電源が形成される。この直流電源が、供試体としてのインバータ１５に供給される。

供試体としてのインバータ１５は、チョッパ型の昇圧回路を含み、バッテリ相当部１２からの電源から、モータ駆動電源を形成する。供試体としてのインバータ１５からのモータ駆動電源は、結合回路１７を介して、モータ相当部１２に送られる。モータ相当部１２は、実際のモータを模擬したもので、負荷となり、実際のモータと同様の電圧を発生し、電流を流し、電力を消費する。モータ相当部１２からの回生電流は、回生処理ブロック１８及び１９により処理される。

このように、インバータ試験装置１は、バッテリ相当部１１からの直流電源を供試体としてのインバータ１５に送り、インバータ１５で、モータ駆動電源を形成し、このモータ駆動電源を、結合回路１７を介して、モータ相当部１２に供給するようにしている。供試体としてのインバータ１５の特性は、制御計測装置１４で計測される。結合回路１７としては、リアクトルを用いたものと、トランスを用いたものとがある。

本発明は、かかるインバータ試験装置において、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作を防止し、更に、循環電流の影響を防止するようにしたものである。

図２は、本発明の第１の実施形態を示すものである。この実施形態では、結合回路１７として、絶縁トランスを５１を用いたトランス接続型の構成とされている。この実施形態では、モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアースラインＥＣ１Ｈ間に、コンデンサＣ１が接続される。また、モータ相当部１２の負極ラインＮ１とアースラインＥＣ１Ｈ間に、コンデンサＣ２が接続される。このように、モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアース間、及び、負極ラインＮ１とアース間に、コンデンサＣ１及びＣ２をそれぞれ挿入することで、モータ相当部１２の正極ラインＰ１及び負極ラインＮ１を介して混入するノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

図３は、本発明の第２の実施形態を示すものである。上述の実施形態では、モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアースラインＥＣ１Ｈ間、及び、負極ラインＮ１とアースラインＥＣＨ１間に、コンデンサＣ１及びＣ２をそれぞれ挿入するようにしている。これに対して、この実施形態では、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１とアースラインＥＣ１間、及び、負極ラインＮ１１とアースラインＥＣ１間に、コンデンサＣ１１及びＣ１２をそれぞれ挿入するようにしている。このように、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１とアースラインＥＣ１間、及び、負極ラインＮ１１とアースラインＥＣ１間に、コンデンサＣ１１及びＣ１２をそれぞれ挿入することで、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１及び負極ラインＮ１１を介して混入するノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

図４は、本発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態では、モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアースラインＥＣ１Ｈ間、及び、負極ラインＮ１とアースラインＥＣ１Ｈ間に、コンデンサＣ１及びＣ２をそれぞれ挿入すると共に、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１とアースラインＥＣ１間、及び、負極ラインＮ１１とアースラインＥＣ１間に、コンデンサＣ１１及びＣ１２をそれぞれ挿入するようにしている。これにより、モータ相当部１２の正極ラインＰ１及び負極ラインＰ２を介して混入するノイズ、及び、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１及び負極ラインＮ１１を介して混入するノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

図５は、本発明の第４の実施形態を示すものである。前述の第１〜第３の実施形態では、結合回路１７として、絶縁トランスを５１用いたトランス接続型の構成とされている。これに対して、この実施形態では、結合回路１７として、リアクトル５２用いたリアクトル接続型の構成とされている。

この実施形態では、モータ相当部１２の正極ラインＰ１とアースラインＥＣ１Ｈ間、及び、負極ラインＮ１とアースラインＥＣ１Ｈ間に、コンデンサＣ１及びＣ２をそれぞれ挿入すると共に、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１とアースラインＥＣ１間、及び、負極ラインＮ１１とアースラインＥＣ１間に、コンデンサＣ１１及びＣ１２をそれぞれ挿入するようにしている。これにより、モータ相当部１２の正極ラインＰ１及び負極ラインＮ１を介して混入するノイズ、及び、バッテリ相当部１１の正極ラインＰ１１及び負極ラインＮ１１を介して混入するノイズの影響による電位変動を抑制することができ、そのため供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができる。

更に、この実施形態では、供試体としてのインバータ１５からリアクトル５２への信号線路中に、ゼロ相リアクトルＬＺ１が装着される。このように、供試体としてのインバータ１５からリアクトル５２への信号線路中に、ゼロ相リアクトルＬＺ１を装着することにより、循環電流をなくし、発熱を少なくすることができる。

つまり、リアクトル接続型の場合には、図６に示すように、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ１１、Ｃ１２を設けることにより、モータ相当部１２から、供試体としてのインバータ１５、バッテリ相当部１１、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、アース、コンデンサＣ１、Ｃ２を介して、モータ相当部１２に戻る循環電流が増大することになる。このような循環電流が増大すると、発熱が大きくなる。そこで、この実施形態では、ゼロ相リアクトルＬＺ１を設け、モータ相当部１２と供試体としてのインバータ１５とを電気的に遠ざけることにより、このような循環電流を防止するようにしている。

なお、トランス接続型の場合には、結合回路１７が絶縁トランス５１となるため、モータ相当部１２と供試体としてのインバータ１５とは直流的には遮断されており、このような循環電流の増大の問題は生じない。

図７は、本発明の第５の実施形態を示すものである。この実施形態では、供試体としてのインバータ１５からリアクトル５２への信号線路中に、ゼロ相リアクトルＬＺ１を装着すると共に、更に、バッテリ相当部１１から供試体としてのインバータ１５への線路中に、ゼロ相リアクトルＬＺ２を装着するようにしている。そして、ゼロ相リアクトルＬＺ１及びＬＺ２により、モータ相当部１２と供試体としてのインバータ１５とを電気的に遠ざけることで、循環電流を防止するようにしている。他の構成については、前述の第４の実施形態と同様である。

以上説明したように、本発明の実施形態では、ノイズの影響による供試体の制御や計測装置の誤動作を防止することができると共に、循環電流を阻止して、発熱の問題を回避することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

本発明は、電気自動車用等のインバータの試験を行うインバータ試験装置に適用することができる。

インバータ試験装置の基本構成の説明に用いるブロック図である。本発明の第１の実施形態のインバータ試験装置のブロック図である。本発明の第２の実施形態のインバータ試験装置のブロック図である。本発明の第３の実施形態のインバータ試験装置のブロック図である。本発明の第４の実施形態のインバータ試験装置のブロック図である。本発明の第４の実施形態のインバータ試験装置における循環電流の流れの説明に用いるブロック図である。本発明の第５の実施形態のインバータ試験装置のブロック図である。

符号の説明

１インバータ試験装置
１１バッテリ相当部
１２モータ相当部
１４制御計測装置
１５インバータ
１７結合回路
１８、１９回生処理ブロック
２１商用電源
２２トランス
５１絶縁トランスを
５２リアクトル
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，Ｃ１２コンデンサ
ＬＺ１，ＬＺ２ゼロ相リアクトル

Claims

バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、前記供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、前記供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、
前記モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置。
バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、前記供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、前記供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、
前記バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置。
バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、前記供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、前記供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、
前記モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、
前記バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置。
バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、前記供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、前記供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、
前記モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、
前記バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、
前記供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置。
バッテリを模擬したバッテリ相当部で直流電源を形成し、この直流電源を供試体としてのインバータに供給し、前記供試体としてのインバータからの駆動電源をモータを模擬したモータ相当部に供給して、前記供試体としてのインバータの試験を行うようにしたインバータ試験装置において、
前記モータ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記モータ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続すると共に、
前記バッテリ相当部の正極ラインとアースラインとの間、及び、前記バッテリ相当部の負極ラインとアースラインとの間に、それぞれ、コンデンサを接続し、
前記供試体としてのインバータからの駆動電源の線路中にゼロ相リアクトルを装着すると共に、
前記モータ相当部からの線路中にゼロ相リアクトルを装着するようにしたことを特徴とするインバータ試験装置。
前記供試体としてのインバータと前記モータ相当部との間をトランスを介して接続するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインバータ試験装置。
前記供試体としてのインバータと前記モータ相当部との間をリアクトルを介して接続するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインバータ試験装置。