JP2010028907A - Power controller - Google Patents

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Kazunari Moriya
一成 守屋
Koji Umeno
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power controller that is also applicable to systems having only one motor and outputs alternating-current power to the outside without use of a separate DC-AC converter. <P>SOLUTION: A converter 12 having a reactor 14 is connected to a direct-current power supply (battery) 10 and an inverter 18 and a motor 20 are connected to the converter 12. The inverter 18 is controlled by a controller 26 to drive the motor 20. An output terminal 28 is connected between the neutral point 22 of the motor 20 and the direct-current power supply 10 side of the reactor 14. The controller 26 controls switching of the inverter 18 to periodically vary the potential at the neutral point 22 of the motor 20 and thereby outputs alternating-current power. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は電力制御装置、特に、直流電源とインバータを用いてモータを駆動する構成において交流電力を出力する技術に関する。   The present invention relates to a power control device, and more particularly to a technique for outputting AC power in a configuration in which a motor is driven using a DC power supply and an inverter.

従来より、直流電源とインバータとを備え、インバータのスイッチング素子をオンオフ制御することで三相モータを駆動する構成が知られているが、交流を外部に出力する際には別個のＤＣ／ＡＣ変換器を用いる必要がある。一方、下記の特許文献１には、第１及び第２のモータ（モータジェネレータ）を備え、第１のモータを第１のインバータで駆動し、第２のモータを第２のインバータで駆動する構成において、第１及び第２のモータのスター結線された固定子巻線の中性点間に交流電圧を発生させるように第１及び第２のインバータの動作を制御することが開示されている。すなわち、第１のインバータはコントローラからのＰＷＭ信号に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して第１のモータに供給し、第２のインバータはコントローラからのＰＷＭ信号に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して第２のモータに供給する。第１のモータと第２のモータの中性点間に接続されたＡＣコンセントに接続された外部交流負荷への交流電圧の出力要求がなされた場合、第１のモータの中性点の電位をインバータ入力電圧の中間電位よりも高くし、第２のモータの中性点の電位をインバータ入力電圧の中間電位よりも低くなるように制御して、中性点間に正側の交流電圧を発生させる。次に、第１のモータの中性点の電位をインバータ入力電圧の中間電位よりも低くし、第２のモータの中性点の電位をインバータ入力電圧の中間電位よりも高くなるように制御して、中性点間に負側の交流電圧を発生させる。   Conventionally, it has been known to have a DC power supply and an inverter, and a three-phase motor is driven by on / off control of the switching element of the inverter. However, a separate DC / AC conversion is required when outputting AC to the outside. It is necessary to use a vessel. On the other hand, the following Patent Document 1 includes a first motor and a second motor (motor generator), and the first motor is driven by a first inverter and the second motor is driven by a second inverter. Discloses that the operation of the first and second inverters is controlled so as to generate an AC voltage between the neutral points of the star-connected stator windings of the first and second motors. That is, the first inverter converts a DC voltage to an AC voltage based on the PWM signal from the controller and supplies the AC voltage to the first motor, and the second inverter converts the DC voltage to an AC voltage based on the PWM signal from the controller. To be supplied to the second motor. When the output request of the AC voltage to the external AC load connected to the AC outlet connected between the neutral points of the first motor and the second motor is made, the potential of the neutral point of the first motor is set. Generate a positive AC voltage between the neutral points by controlling the neutral point potential of the second motor to be lower than the intermediate potential of the inverter input voltage. Let Next, the neutral point potential of the first motor is set lower than the intermediate potential of the inverter input voltage, and the neutral point potential of the second motor is controlled to be higher than the intermediate potential of the inverter input voltage. Thus, a negative AC voltage is generated between the neutral points.

特開２００６−１５８０１０号公報JP 2006-158010 A

しかしながら、上記の従来技術では、第１のモータ及び第２のモータの中性点間にＡＣコンセントを接続して交流電力を出力する構成であるため、２つのモータを有するシステムでしか利用できない問題がある。したがって、シリーズ方式のハイブリッド車両等には適応可能であるが、１つのモータしか有さない車両には適用できない等、汎用性に欠ける問題がある。   However, in the above-described conventional technology, the AC outlet is connected between the neutral points of the first motor and the second motor, and the AC power is output. Therefore, the problem can be used only in a system having two motors. There is. Therefore, there is a problem of lack of versatility, such as being applicable to a series type hybrid vehicle, but not applicable to a vehicle having only one motor.

本発明の目的は、単一のモータしか有さないシステムにも適用でき、かつ、別個のＤＣ／ＡＣ変換器を用いることなく交流電力を外部に出力することができる装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a device that can be applied to a system having only a single motor and can output AC power to the outside without using a separate DC / AC converter. .

本発明は、直流電源と、前記直流電源に接続された、リアクトルを有するコンバータと、前記コンバータに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、前記モータの中性点と、前記リアクトルの両端のいずれかとの間に接続された交流電力出力端子とを有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする。   The present invention provides a DC power supply, a converter connected to the DC power supply, having a reactor, an inverter connected to the converter, a motor connected to the inverter, and switching control of the inverter to control the motor. A controller for driving, a neutral point of the motor, and an AC power output terminal connected between one of both ends of the reactor, and the controller performs switching control of the inverter to control the middle of the motor. AC power is output from the AC power output terminal by periodically displacing the potential at the sex point.

また、本発明は、直流電源と、前記直流電源に接続された、リアクトルを有するコンバータと、前記コンバータに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、前記直流電源の負側に接続されたコンデンサと、前記モータの中性点と、前記コンデンサとの間に接続された交流電力出力端子とを有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする。   Further, the present invention provides a DC power supply, a converter having a reactor connected to the DC power supply, an inverter connected to the converter, a motor connected to the inverter, and switching control of the inverter, A controller for driving a motor; a capacitor connected to the negative side of the DC power supply; a neutral point of the motor; and an AC power output terminal connected between the capacitors. AC power is output from the AC power output terminal by switching the inverter to periodically displace the potential at the neutral point of the motor.

また、本発明は、直流電源と、前記直流電源に接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、前記直流電源の負側に接続されたコンデンサと、前記モータの中性点と、前記コンデンサとの間に接続された交流電力出力端子とを有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする。   The present invention also includes a DC power supply, an inverter connected to the DC power supply, a motor connected to the inverter, a controller that controls the inverter to drive the motor, and a negative side of the DC power supply. A capacitor connected to the motor, a neutral point of the motor, and an AC power output terminal connected between the capacitor, and the controller controls the inverter to switch the neutral point of the motor. The AC power is output from the AC power output terminal by periodically displacing the potential.

本発明の１つの実施形態では、前記モータのトルクと前記交流電力の出力のいずれを優先するかを設定する設定手段をさらに有する。設定手段で前記交流電力の出力を優先するように設定された場合、前記コントローラは前記モータのトルクを制限するように前記インバータをスイッチング制御する。   In one embodiment of the present invention, there is further provided setting means for setting which of the torque of the motor and the output of the AC power is prioritized. When the setting means sets so as to give priority to the output of the AC power, the controller performs switching control of the inverter so as to limit the torque of the motor.

本発明によれば、複数のモータを有するシステムに加え、単一のモータしか有さないシステムにも適用でき、かつ、別個のＤＣ／ＡＣ変換器を用いることなく交流電力を外部に出力することができる。   According to the present invention, in addition to a system having a plurality of motors, it can be applied to a system having only a single motor, and AC power is output to the outside without using a separate DC / AC converter. Can do.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態の構成を示す。車載バッテリ等の直流電源１０に昇圧コンバータ１２が接続される。昇圧コンバータ１２は、互いに直列接続された一対のスイッチングトランジスタとこれらに逆並列接続されたダイオードと、一対のスイッチングトランジスタの接続点と直流電源１０との間に接続された平滑リアクトル１４を有する。昇圧コンバータ１２は、コントローラ２６からの制御信号に基づいて、スイッチングトランジスタのオンオフ制御により流れる電流を平滑リアクトル１４に磁場エネルギとして蓄積することにより直流電源１０からの直流電圧を昇圧する。昇圧コンバータ１２には平滑コンデンサ１６を介してインバータ１８が接続され、インバータ１８にはモータ２０が接続される。インバータ１８は、三相インバータであり、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームを有する。これらのアームは、正側母線（電源ライン）と負側母線との間に並列に接続される。それぞれのアームは、互いに直列接続された一対のスイッチングトランジスタ及びそれぞれのスイッチングトランジスタに逆並列接続されたダイオードから構成される。各相アームのスイッチングトランジスタの接続点は、Ｕ相ライン、Ｖ相ライン、Ｗ相ラインを介してモータ２０のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続される。インバータ１８は、コントローラ２６からのＰＷＭ信号に基づいて、入力電圧（直流電圧）を交流電圧に変換してモータ２０に供給する。これにより、モータ２０は所望のトルクを発生するように駆動される。また、モータ２０の中性点２２とリアクトル１４の直流電源１０側との間に高調波フィルタ２４を介して出力端子２８が接続される。コントローラ２６は、直流電源１０の電圧（電池電圧）、リアクトル電流、コンデンサ電圧、モータ線電流、モータ回転子角度、中性点電流、交流出力電圧とに基づいて、インバータ１８を駆動するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ１８のスイッチングトランジスタに供給し、これらのスイッチングトランジスタをオンオフ制御する。 <First Embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of this embodiment. A boost converter 12 is connected to a DC power source 10 such as an in-vehicle battery. Boost converter 12 includes a pair of switching transistors connected in series to each other, a diode connected in antiparallel thereto, and a smoothing reactor 14 connected between a connection point of the pair of switching transistors and DC power supply 10. Boost converter 12 boosts the DC voltage from DC power supply 10 by accumulating the current flowing through the switching transistor on / off control as magnetic field energy in smoothing reactor 14 based on the control signal from controller 26. An inverter 18 is connected to the boost converter 12 via a smoothing capacitor 16, and a motor 20 is connected to the inverter 18. Inverter 18 is a three-phase inverter and has a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm. These arms are connected in parallel between the positive bus (power supply line) and the negative bus. Each arm includes a pair of switching transistors connected in series to each other and a diode connected in antiparallel to each switching transistor. The connection point of the switching transistor of each phase arm is connected to the anti-neutral point side of each U, V, W phase coil of the motor 20 via the U phase line, the V phase line, and the W phase line. The inverter 18 converts an input voltage (DC voltage) into an AC voltage based on the PWM signal from the controller 26 and supplies the AC voltage to the motor 20. As a result, the motor 20 is driven to generate a desired torque. An output terminal 28 is connected between the neutral point 22 of the motor 20 and the DC power supply 10 side of the reactor 14 via a harmonic filter 24. The controller 26 is a PWM for driving the inverter 18 based on the voltage of the DC power supply 10 (battery voltage), reactor current, capacitor voltage, motor line current, motor rotor angle, neutral point current, and AC output voltage. A signal is generated and supplied to the switching transistors of the inverter 18, and these switching transistors are on / off controlled.

インバータ１８の上アームのオンデューティから下アームのオンデューティを減算したものをデューティの総和とすると、デューティの総和が正の場合はモータ２０の中性点２２の電位はインバータ入力電圧の中心電位よりも高くなる。一方、デューティの総和が負の場合には、中性点２２の電位はインバータ入力電圧の中心電位よりも低くなる。そこで、コントローラ２６は、インバータ１８のデューティの総和が商用交流周波数で周期的に変化するようにインバータ２０の各スイッチングトランジスタをオンオフ制御する。出力端子２８の一方の端子（第１端子）はモータ２０の中性点２２に接続されるから、この第１端子はインバータ入力電圧の中心電位を基準として周期的に変化することになる。もちろん、デューティを調整することで周期的に変化する際の基準電位をインバータ入力電圧の中心電位から任意に上方あるいは下方へとシフトさせることができる。   When the sum of the duty is obtained by subtracting the on-duty of the lower arm from the on-duty of the upper arm of the inverter 18, the potential of the neutral point 22 of the motor 20 is greater than the center potential of the inverter input voltage when the sum of the duty is positive. Also gets higher. On the other hand, when the duty sum is negative, the potential of the neutral point 22 is lower than the center potential of the inverter input voltage. Therefore, the controller 26 performs on / off control of each switching transistor of the inverter 20 so that the total duty of the inverter 18 periodically changes at the commercial AC frequency. Since one terminal (first terminal) of the output terminal 28 is connected to the neutral point 22 of the motor 20, the first terminal periodically changes with the center potential of the inverter input voltage as a reference. Of course, by adjusting the duty, it is possible to arbitrarily shift the reference potential when changing periodically from the center potential of the inverter input voltage upward or downward.

一方、出力端子２６の他方の端子（第２端子）は、上記のように平滑リアクトル１４の直流電源１０側に接続される。したがって、この第２端子は直流電源１０の電位に等しい。よって、モータ２０の中性点２２の周期的に変化する電位の基準電位を直流電源１０の電位に等しくなるように制御することで、出力端子２８からは直流分のない交流出力が得られることになる。直流電源１０の電位は時間とともに変動するが、コントローラ２６は直流電源１０の電圧（電池電圧）を監視し、中性点２２の周期的に変換する電位の基準点を随時調整すればよい。   On the other hand, the other terminal (second terminal) of the output terminal 26 is connected to the DC power supply 10 side of the smoothing reactor 14 as described above. Therefore, this second terminal is equal to the potential of the DC power supply 10. Therefore, by controlling the reference potential of the periodically changing potential of the neutral point 22 of the motor 20 to be equal to the potential of the DC power supply 10, an AC output with no DC component can be obtained from the output terminal 28. become. Although the potential of the DC power supply 10 varies with time, the controller 26 may monitor the voltage (battery voltage) of the DC power supply 10 and adjust the reference point of the potential of the neutral point 22 to be converted periodically.

＜第２実施形態＞
図２に、本実施形態の構成を示す。図１では、出力端子２８の第１端子はモータ２０の中性点２２に接続され、第２端子は平滑リアクトル１４の直流電源１０側に接続されているが、図２では、出力端子２８の第２端子は平滑リアクトル１４のインバータ１８側（あるいはチョッパ側）に接続される。平滑リアクトル１４のインバータ１８側の電位は、直流電源１０を充放電する場合にその時間平均として直流電源１０の電位にほぼ等しくなる。したがって、上記の第１実施形態と同様に、モータ２０の中性点２２の周期的に変化する電位の基準電位を直流電源１０の電位に等しくなるように制御することで、出力端子２８からは直流分のない交流出力が得られる。 <Second Embodiment>
FIG. 2 shows the configuration of this embodiment. In FIG. 1, the first terminal of the output terminal 28 is connected to the neutral point 22 of the motor 20, and the second terminal is connected to the DC power supply 10 side of the smoothing reactor 14, but in FIG. The second terminal is connected to the inverter 18 side (or chopper side) of the smoothing reactor 14. The potential on the inverter 18 side of the smoothing reactor 14 is approximately equal to the potential of the DC power supply 10 as a time average when the DC power supply 10 is charged and discharged. Therefore, similarly to the first embodiment described above, by controlling the reference potential of the periodically changing potential of the neutral point 22 of the motor 20 to be equal to the potential of the DC power supply 10, AC output without DC component can be obtained.

＜第３実施形態＞
図３に、本実施形態の構成を示す。図１では、出力端子２８の第１端子はモータ２０の中性点２２に接続され、第２端子は平滑リアクトル１４の直流電源１０側に接続されているが、図３では、出力端子２８の第２端子は平衡コンデンサ３０に接続され、平衡コンデンサ３０は直流電源１０の負側に接続される。平衡コンデンサ３０を接続することで、出力端子２８の第２端子の電位がインバータ入力電圧の中心電位となる。したがって、モータ２０の中性点２２の周期的に変化する電位の基準電位をインバータ入力電圧の中心電位となるように調整することで、直流分のない交流出力が得られる。そして、この場合には、出力交流電圧の振幅は、直流電源１０の電圧に制約されることなく、インバータ入力電圧の半分まで得ることができる。 <Third Embodiment>
FIG. 3 shows the configuration of this embodiment. In FIG. 1, the first terminal of the output terminal 28 is connected to the neutral point 22 of the motor 20, and the second terminal is connected to the DC power supply 10 side of the smoothing reactor 14, but in FIG. The second terminal is connected to the balanced capacitor 30, and the balanced capacitor 30 is connected to the negative side of the DC power supply 10. By connecting the balanced capacitor 30, the potential of the second terminal of the output terminal 28 becomes the center potential of the inverter input voltage. Therefore, by adjusting the reference potential of the periodically changing potential of the neutral point 22 of the motor 20 so as to be the center potential of the inverter input voltage, an AC output without a DC component can be obtained. In this case, the amplitude of the output AC voltage can be obtained up to half of the inverter input voltage without being restricted by the voltage of the DC power supply 10.

＜第４実施形態＞
図４に、本実施形態の構成を示す。図３と異なる点は、昇圧コンバータ１２が接続されておらず、直流電源１０が直接インバータ１８に接続されている点である。この構成によっても、直流分のない交流電力を出力することができる。 <Fourth embodiment>
FIG. 4 shows the configuration of this embodiment. The difference from FIG. 3 is that the boost converter 12 is not connected and the DC power supply 10 is directly connected to the inverter 18. Also with this configuration, AC power with no DC component can be output.

＜第５実施形態＞
図５に、本実施形態の構成を示す。図１の構成に加え、第２のモータ２１とこのモータ２１を駆動するための第２のインバータ１９を接続した場合、すなわち複数のモータを有するシステムに適用した場合である。インバータ１８はモータ２０を駆動し、インバータ１９はモータ２１を駆動する。従来装置では、２つのモータの中性点間に交流電力出力端子が接続されるが、本実施形態では２つのモータ２０，２１のうちの一方のモータ２０の中性点２２と平滑リアクトル１４の直流電源１０側との間に高調波フィルタ２４を介して出力端子２８が接続される。この構成によっても、図１と同様に直流分のない交流電力を出力することができる。 <Fifth Embodiment>
FIG. 5 shows the configuration of this embodiment. In addition to the configuration of FIG. 1, the second motor 21 and the second inverter 19 for driving the motor 21 are connected, that is, the present invention is applied to a system having a plurality of motors. The inverter 18 drives the motor 20, and the inverter 19 drives the motor 21. In the conventional apparatus, the AC power output terminal is connected between the neutral points of the two motors. In this embodiment, the neutral point 22 of one of the two motors 20 and 21 and the smoothing reactor 14 are connected. An output terminal 28 is connected to the DC power supply 10 side via a harmonic filter 24. Also with this configuration, AC power with no DC component can be output as in FIG.

なお、図５の構成において、出力端子２８の第２端子を図２のように平滑リアクトル１４のインバータ側に接続してもよく、あるいは出力端子の第２端子を図３のように平衡コンデンサ３０に接続し、平衡コンデンサ３０を直流電源１０の負側に接続してもよい。   5, the second terminal of the output terminal 28 may be connected to the inverter side of the smoothing reactor 14 as shown in FIG. 2, or the second terminal of the output terminal may be connected to the balanced capacitor 30 as shown in FIG. And the balanced capacitor 30 may be connected to the negative side of the DC power supply 10.

また、図５の構成において、モータ２１の中性点には出力端子２８は接続されないため、モータ２１は影響を受けることはない。但し、モータ２０、２１はインバータ入力電圧が共通であるため、コントローラ２６は、交流電力を出力するに際してモータ２０、２１それぞれの必要電圧を考慮しつつ制御することが好適である。   In the configuration of FIG. 5, since the output terminal 28 is not connected to the neutral point of the motor 21, the motor 21 is not affected. However, since the motors 20 and 21 share the same inverter input voltage, it is preferable that the controller 26 controls the motors 20 and 21 in consideration of the necessary voltages when outputting AC power.

以上、本発明の実施形態について説明したが、モータ２０の駆動とは独立に中性点２２の電位を制御することができるものの、直流電源１０の電力から交流電力を生成していることに変わりないため、走行に必要な電力を考慮して交流出力を決定することが好適である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the potential of the neutral point 22 can be controlled independently of the driving of the motor 20, but the AC power is generated from the power of the DC power supply 10. Therefore, it is preferable to determine the AC output in consideration of the power required for traveling.

図６に、走行に必要な電圧と交流出力に必要な電圧の分配を示す。図において、横軸は車速であり、縦軸はモータ２０の線間電圧である。車速はモータ回転数と対応しており、この図は最大トルクを出力するときの速度に対する必要電圧を示す。もともと必要な最大電圧をＶｍａｘとし、これに交流出力に必要な電圧を加えるとＶＡＣｍａｘになるとする。その差Ｖａは出力する交流の実効値をＶａｃとすると、
Ｖａ＝（２／３）０．５Ｖａｃ
となる。図において、実線が交流出力しない場合、破線が交流出力する場合の必要電圧である。交流出力する場合には、最大電圧が上昇するためインバータ１８のスイッチング素子やコンデンサ１６の耐圧を上げる必要が生じるが、トルク出力を制限することで、ある程度は電圧の上昇を回避することができる。しかしながら、ある速度（ｖ１）以上ではモータ２０の誘起電圧が高くなりトルク制限の余裕がなくなるので、これ以上は耐圧内でモータ駆動と交流電力出力とは両立できない。すなわち、速度ｖ１以上（モータ２０の回転数が一定値以上）では交流出力は禁止されることになり、速度ｖ１より小さい範囲において交流出力が許容される。 FIG. 6 shows the distribution of the voltage required for running and the voltage required for AC output. In the figure, the horizontal axis represents the vehicle speed, and the vertical axis represents the line voltage of the motor 20. The vehicle speed corresponds to the motor speed, and this figure shows the required voltage with respect to the speed when the maximum torque is output. It is assumed that the maximum voltage originally required is Vmax, and that if the voltage required for AC output is added to this, V ACmax is obtained. The difference Va is expressed as follows.
Va = (2/3) 0.5 Vac
It becomes. In the figure, when the solid line does not output AC, the broken line is the required voltage when AC output is performed. In the case of AC output, since the maximum voltage increases, it is necessary to increase the withstand voltage of the switching element of the inverter 18 and the capacitor 16. However, by limiting the torque output, the voltage increase can be avoided to some extent. However, at a certain speed (v1) or higher, the induced voltage of the motor 20 becomes high and there is no room for torque limitation, so that motor driving and AC power output cannot be achieved within the breakdown voltage. That is, AC output is prohibited at speeds of v1 or higher (the number of rotations of the motor 20 is a fixed value or higher), and AC output is allowed in a range smaller than the speed v1.

モータトルクに制限をかけるか否かは、走行と交流出力のいずれを優先するかで決定される。例えば、車両の操作パネル上に切替スイッチを設け、このスイッチによりいずれを優先するかをユーザが決定する。走行を優先する場合にはトルク制限をかけず、交流出力を優先する場合にはトルク制限をかけてモータ駆動と交流電力出力とを両立させる。上り坂や加速時等、モータトルクが必要な状況をシステム側で自動的に判別してトルク制限の可否を自動設定してもよい。ＧＰＳの地図データと連動し、地図データからモータトルクの必要性を判別してもよい。   Whether or not to limit the motor torque is determined by giving priority to running or AC output. For example, a changeover switch is provided on the operation panel of the vehicle, and the user determines which is prioritized by this switch. When priority is given to traveling, torque limitation is not applied. When priority is given to AC output, torque limitation is applied to achieve both motor drive and AC power output. The system may automatically determine whether the motor torque is required, such as when going uphill or accelerating, and automatically set whether to limit torque. The necessity of the motor torque may be determined from the map data in conjunction with the GPS map data.

また、複数のモータを駆動するシステムの場合、上記の判断をそれぞれのモータで行う必要がある。すなわち、それぞれのモータの回転数とトルク指令から必要な電圧を算出し、それぞれのモータで交流出力するだけの余裕があるかどうかを判断し、いずれのモータもトルク制限できない範囲でなければ交流出力を行えばよい。   In the case of a system that drives a plurality of motors, it is necessary to make the above determination with each motor. That is, calculate the necessary voltage from the number of rotations of each motor and the torque command, determine whether each motor has enough room for AC output, and if no motor is within the torque limit range, AC output Can be done.

また、交流電力出力を例に説明したが、逆に交流電力入力（外部から交流電力を入力し直流電源を充電もしくはモータを駆動）することも可能である。この場合、交流電流を計測し、力率が負となるように制御するとよい。   Further, although AC power output has been described as an example, it is also possible to input AC power (input AC power from outside and charge a DC power source or drive a motor). In this case, it is preferable to measure the alternating current and control the power factor to be negative.

第１実施形態の構成図である。It is a block diagram of 1st Embodiment. 第２実施形態の構成図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment. 第３実施形態の構成図である。It is a block diagram of 3rd Embodiment. 第４実施形態の構成図である。It is a block diagram of 4th Embodiment. 第５実施形態の構成図である。It is a block diagram of 5th Embodiment. モータトルクと交流出力の配分説明図である。It is distribution explanatory drawing of a motor torque and alternating current output.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 直流電源（バッテリ）、１２ コンバータ、１４ 平滑リアクトル、１６ 平滑コンデンサ、１８ インバータ、２０ モータ、２２ 中性点、２４ 高調波フィルタ、２６ コントローラ、２８ 出力端子。   10 DC power supply (battery), 12 converter, 14 smoothing reactor, 16 smoothing capacitor, 18 inverter, 20 motor, 22 neutral point, 24 harmonic filter, 26 controller, 28 output terminal.

Claims (6)

直流電源と、
前記直流電源に接続された、リアクトルを有するコンバータと、
前記コンバータに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、
前記モータの中性点と、前記リアクトルの両端のいずれかとの間に接続された交流電力出力端子と、
を有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする電力制御装置。 DC power supply,
A converter connected to the DC power source and having a reactor;
An inverter connected to the converter;
A motor connected to the inverter;
A controller for switching the inverter to drive the motor;
AC power output terminal connected between the neutral point of the motor and either one of both ends of the reactor,
And the controller performs switching control of the inverter to periodically displace the potential of the neutral point of the motor to output AC power from the AC power output terminal. . 直流電源と、
前記直流電源に接続された、リアクトルを有するコンバータと、
前記コンバータに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、
前記直流電源の負側に接続されたコンデンサと、
前記モータの中性点と、前記コンデンサとの間に接続された交流電力出力端子と、
を有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする電力制御装置。 DC power supply,
A converter connected to the DC power source and having a reactor;
An inverter connected to the converter;
A motor connected to the inverter;
A controller for switching the inverter to drive the motor;
A capacitor connected to the negative side of the DC power supply;
An AC power output terminal connected between the neutral point of the motor and the capacitor;
And the controller performs switching control of the inverter to periodically displace the potential of the neutral point of the motor to output AC power from the AC power output terminal. . 直流電源と、
前記直流電源に接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
前記インバータをスイッチング制御して前記モータを駆動するコントローラと、
前記直流電源の負側に接続されたコンデンサと、
前記モータの中性点と、前記コンデンサとの間に接続された交流電力出力端子と、
を有し、前記コントローラは前記インバータをスイッチング制御して前記モータの前記中性点の電位を周期的に変位させることで前記交流電力出力端子から交流電力を出力することを特徴とする電力制御装置。 DC power supply,
An inverter connected to the DC power source;
A motor connected to the inverter;
A controller for switching the inverter to drive the motor;
A capacitor connected to the negative side of the DC power supply;
An AC power output terminal connected between the neutral point of the motor and the capacitor;
And the controller performs switching control of the inverter to periodically displace the potential of the neutral point of the motor to output AC power from the AC power output terminal. . 請求項１〜３のいずれかに記載の装置において、さらに、
前記モータのトルクと前記交流電力の出力のいずれを優先するかを設定する設定手段を有することを特徴とする電力制御装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A power control apparatus comprising setting means for setting which of the motor torque and the output of the AC power is prioritized. 請求項４記載の装置において、
前記設定手段で前記交流電力の出力を優先するように設定された場合、前記コントローラは前記モータのトルクを制限するように前記インバータをスイッチング制御することを特徴とする電力制御装置。 The apparatus of claim 4.
The power control device according to claim 1, wherein the controller controls the inverter so as to limit the torque of the motor when the setting unit gives priority to the output of the AC power. 請求項１〜３のいずれかに記載の装置において、
前記コントローラは、前記モータの回転数が一定値以上である場合に前記交流電力の出力を禁止することを特徴とする電力制御装置。 In the apparatus in any one of Claims 1-3,
The power control device, wherein the controller prohibits the output of the AC power when the rotation speed of the motor is a certain value or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002374604A (en) * 2000-11-14 2002-12-26 Toyota Motor Corp Automobile and power system controller thereof
JP2006320074A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Toyota Motor Corp Ac voltage output unit

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