JP4628321B2 - Control device and control method for motor drive system - Google Patents

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Description

本発明は、電動機駆動システムの制御装置および制御方法に関し、より特定的には、インバータによる電動機を駆動する構成の電動機駆動システムにおける層間絶縁破壊防止技術に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for an electric motor drive system, and more particularly to an interlayer dielectric breakdown prevention technique in an electric motor drive system configured to drive an electric motor using an inverter.

一般的に、電力用半導体素子の高速スイッチング動作によってインバータが発生する交流電圧によって電動機を駆動制御する電動機駆動システムが広く用いられている。このような電動機駆動システムでは、電動機のコイル巻線において、巻線／コア間の対地絶縁のみならず、巻線ターン間の層間絶縁が問題となることが指摘されている。特に、コイル巻線の空隙（ギャップ）で部分放電が発生することを起点として、絶縁材の劣化が進行することにより最終的には層間絶縁が短絡して機器故障に至ってしまう可能性がある。   In general, an electric motor drive system that drives and controls an electric motor with an AC voltage generated by an inverter by a high-speed switching operation of a power semiconductor element is widely used. In such a motor drive system, it has been pointed out that not only the ground insulation between the windings / core but also the interlayer insulation between the winding turns becomes a problem in the coil winding of the motor. In particular, starting from the occurrence of partial discharge in the gap (gap) of the coil winding, deterioration of the insulating material may eventually lead to a short circuit in the interlayer insulation, leading to equipment failure.

このような層間絶縁の危険性を検知するために、たとえば特開２００２−３６５３２６号公報（特許文献１）には、層間絶縁の部分放電と対地絶縁での部分放電とを区別して絶縁状態を診断することが可能な層間絶縁診断技術が開示されている。具体的には、回転電機（電動機）のコイル毎に、または複数のコイルを含むブロック毎に診断すべきコイルから部分放電電流を検出するためのプローブを接続し、プローブにより検出される部分放電電流をコンピュータに取込んで解析する。そして、この解析により取り込んだ部分放電電流の極性を判別して、この部分放電電流が層間絶縁による部分放電によるものか対地絶縁の部分放電によるものかが判別される。さらに、層間絶縁による部分放電電流と判別されたときには、部分放電電流を予め記憶している基準値と記憶して異常であるかどうかを判定してその結果を出力することができる。   In order to detect the danger of such interlayer insulation, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2002-365326 (Patent Document 1) diagnoses an insulation state by distinguishing between partial discharge of interlayer insulation and partial discharge of ground insulation. An interlayer insulation diagnostic technique that can be used is disclosed. Specifically, a probe for detecting a partial discharge current is connected to each coil of a rotating electrical machine (electric motor) or a coil to be diagnosed for each block including a plurality of coils, and the partial discharge current detected by the probe Is taken into a computer and analyzed. Then, the polarity of the partial discharge current taken in by this analysis is determined, and it is determined whether the partial discharge current is due to partial discharge due to interlayer insulation or due to partial discharge due to ground insulation. Furthermore, when it is determined that the partial discharge current is due to interlayer insulation, it is possible to store the partial discharge current as a reference value stored in advance and determine whether it is abnormal and output the result.

また、特開２００２−６２３３０号公報（特許文献２）には、他の層間絶縁評価技術として、複数回のターン数のコイルからなる巻線を有する回転電機装置において、コイルターン間絶縁層の健全性を評価する技術が開示されている。特許文献２の開示によれば、サージ電圧を発生する電源装置からコイル巻線の線路側端子にサージ電圧を印加して部分放電を発生させて部分放電量を検出する。そして、ターン間絶縁層の部分放電は、検出した部分放電量とサージ電圧の大きさおよびその立上がり部分の急峻度との関係に基づき、コイル対地絶縁層の部分放電と区別して判定される。   Japanese Patent Laying-Open No. 2002-62330 (Patent Document 2) discloses another technique for evaluating interlayer insulation in a rotating electrical machine apparatus having a winding composed of a coil having a plurality of turns. Techniques for evaluating sex are disclosed. According to the disclosure of Patent Document 2, a partial discharge is generated by applying a surge voltage to a line-side terminal of a coil winding from a power supply device that generates a surge voltage to detect a partial discharge amount. Then, the partial discharge of the inter-turn insulating layer is determined separately from the partial discharge of the coil-to-ground insulating layer based on the relationship between the detected partial discharge amount, the magnitude of the surge voltage, and the steepness of the rising portion.

さらに、特開２００３−１２１４０４号公報（特許文献３）には、層間絶縁劣化の原因となる絶縁材料の劣化、特に表面劣化を診断して、絶縁不良となる時期を推定することが可能な固体絶縁材料の劣化診断方法が開示されている。
特開２００２−３６５３２６号公報 特開２００２−６２３３０号公報 特開２００３−１２１４０４号公報 Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-121404 (Patent Document 3) discloses a solid that can diagnose the deterioration of the insulating material that causes the interlayer insulation deterioration, particularly the surface deterioration, and estimate the time when insulation failure occurs. A method for diagnosing deterioration of an insulating material is disclosed.
JP 2002-365326 A JP 2002-62330 A JP 2003-121404 A

しかしながら、上記特許文献１〜３には、コイル巻線間の層間絶縁劣化を検出する技術が開示されるものの、層間絶縁破壊の発生を防止するような電動機システムの制御については何ら言及されていない。特に、層間絶縁破壊に至る可能性がある部分放電については、電動機の動作環境に従ってその起こり易さが変わってくると予測されるが、電動機の動作環境が悪化した場合に、部分放電発生を防止するための電動機システム制御について、上記特許文献１〜３は開示も示唆もしていない。   However, although Patent Documents 1 to 3 disclose a technique for detecting interlayer insulation deterioration between coil windings, there is no mention of control of an electric motor system that prevents generation of interlayer insulation breakdown. . In particular, for partial discharges that can lead to interlayer dielectric breakdown, the likelihood of occurrence is expected to change according to the operating environment of the motor. However, when the operating environment of the motor deteriorates, partial discharge is prevented. Regarding the electric motor system control for this purpose, the above Patent Documents 1 to 3 do not disclose or suggest.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、インバータによる電動機を駆動する構成の電動機駆動システムにおいて、電動機の動作環境に応じて、コイル巻線間の層間絶縁破壊に至る部分放電の発生を防止するようにインバータ動作を制御可能な電動機駆動システムの制御装置および制御方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a coil winding according to the operating environment of an electric motor in an electric motor driving system configured to drive an electric motor using an inverter. It is an object to provide a control device and a control method for an electric motor drive system capable of controlling an inverter operation so as to prevent a partial discharge leading to an interlayer dielectric breakdown between lines.

この発明による電動機駆動システムの制御装置において、電動機駆動システムは、電力用半導体素子のスイッチング動作によって交流電圧を発生するインバータと、インバータからの交流電圧が印加されるコイル巻線を有する電動機とを備える。制御装置は、湿度取得手段と、スイッチング条件設定手段とを備える。湿度取得手段は、電動機の雰囲気湿度を取得する。スイッチング条件設定手段は、湿度取得手段により取得された雰囲気湿度に応じて、電力用半導体素子のスイッチング動作条件を可変設定する。特に、スイッチング条件設定手段は、高湿度時に、交流電圧の極性反転時におけるコイル巻線の空隙部に表面電荷により生じる電界が相対的に弱くなるようにスイッチング動作条件を設定する。   In the control device for an electric motor drive system according to the present invention, the electric motor drive system includes an inverter that generates an AC voltage by a switching operation of the power semiconductor element, and an electric motor having a coil winding to which the AC voltage from the inverter is applied. . The control device includes a humidity acquisition unit and a switching condition setting unit. The humidity acquisition means acquires the atmospheric humidity of the electric motor. The switching condition setting unit variably sets the switching operation condition of the power semiconductor element according to the atmospheric humidity acquired by the humidity acquisition unit. In particular, the switching condition setting means sets the switching operation condition so that the electric field generated by the surface charge in the gap portion of the coil winding at the time of reversing the polarity of the AC voltage is relatively weak at high humidity.

この発明による電動機駆動システムの制御方法は、電力用半導体素子のスイッチング動作によって交流電圧を発生するインバータと、インバータからの交流電圧が印加されるコイル巻線を有する電動機とを備えた電動機駆動システムの制御方法であって、湿度取得ステップと、スイッチング条件設定ステップとを備える。湿度取得ステップは、電動機の雰囲気湿度を取得する。スイッチング条件設定ステップは、湿度取得ステップにより取得された雰囲気湿度に応じて、電力用半導体素子のスイッチング動作条件を可変設定する。特に、スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に、交流電圧の極性反転時におけるコイル巻線の空隙部に表面電荷により生じる電界が相対的に弱くなるようにスイッチング動作条件を設定する。   A method for controlling an electric motor drive system according to the present invention includes an inverter that generates an alternating voltage by a switching operation of a power semiconductor element, and an electric motor having a coil winding to which an alternating voltage from the inverter is applied. A control method comprising a humidity acquisition step and a switching condition setting step. In the humidity acquisition step, the atmospheric humidity of the electric motor is acquired. In the switching condition setting step, the switching operation condition of the power semiconductor element is variably set according to the atmospheric humidity acquired in the humidity acquisition step. In particular, the switching condition setting step sets the switching operation condition so that the electric field generated by the surface charge is relatively weak in the gap portion of the coil winding when the polarity of the AC voltage is reversed at high humidity.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、インバータから電動機のコイル巻線に供給される交流電圧の極性反転時において、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界が相対的に弱くなるような条件で、インバータのスイッチング動作を行なうことができる。したがって、コイル巻線に誘起される表面電荷が発生し易く、かつ集中し易い傾向にある高湿度時において、交流電圧の極性反転時における上記電界によるコイル巻線のギャップ電圧上昇を抑制することにより、部分放電発生を防止してコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   According to the control device and the control method of the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, the coil windings are connected at the time of polarity reversal of the AC voltage supplied from the inverter to the coil windings of the motor. The switching operation of the inverter can be performed under such a condition that the electric field generated in the gap (gap) is relatively weakened by the induced surface charge. Therefore, by suppressing the increase in the gap voltage of the coil winding due to the electric field at the time of polarity reversal of the AC voltage at high humidity where surface charges induced in the coil winding tend to occur and tend to concentrate. In addition, it is possible to prevent occurrence of partial discharge and prevent generation of interlayer dielectric breakdown between coil windings.

好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御装置では、スイッチング動作条件は、インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる短絡防止期間の長さである。そして、スイッチング条件設定手段は、高湿度時に短絡防止期間を相対的に長く設定する。   Preferably, in the motor drive system control apparatus according to the present invention, the switching operation condition is a short-circuit prevention period in which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off in the switching operation of the inverter. Is the length of And a switching condition setting means sets a short circuit prevention period relatively long at the time of high humidity.

好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御方法では、スイッチング動作条件は、インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる短絡防止期間の長さである。そして、スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に短絡防止期間を相対的に長く設定する。   Preferably, in the control method of the motor drive system according to the present invention, the switching operation condition is a short-circuit prevention period in which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off in the switching operation of the inverter. Is the length of In the switching condition setting step, the short-circuit prevention period is set relatively long when the humidity is high.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、インバータの電力用半導体素子の短絡防止期間（デッドタイム）を相対的に長く設定することにより、交流電圧の極性反転時にコイル巻線に誘起された表面電荷を拡散させる期間を長く設けることができる。これにより、コイル巻線に印加される交流電圧の極性反転時において、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界を弱めることができる。   According to the control device and control method of the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, the short-circuit prevention period (dead time) of the power semiconductor element of the inverter is set relatively long. Further, it is possible to provide a long period for diffusing the surface charge induced in the coil winding when the polarity of the alternating voltage is inverted. As a result, when the polarity of the alternating voltage applied to the coil winding is reversed, the electric field generated in the gap (gap) due to the surface charge induced in the coil winding can be weakened.

また好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御装置では、スイッチング動作条件は、各電力用半導体素子の制御電極に駆動制御信号を伝達する経路の遅延インピーダンスである。そして、スイッチング条件設定手段は、高湿度時に遅延インピーダンスを相対的に高く設定する。   Preferably, in the motor drive system control apparatus according to the present invention, the switching operation condition is a delay impedance of a path for transmitting a drive control signal to the control electrode of each power semiconductor element. The switching condition setting means sets the delay impedance relatively high when the humidity is high.

また好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御方法では、スイッチング動作条件は、各電力用半導体素子の制御電極に駆動制御信号を伝達する経路の遅延インピーダンスである。そして、スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に遅延インピーダンスを相対的に高く設定する。   Preferably, in the motor drive system control method according to the present invention, the switching operation condition is a delay impedance of a path for transmitting a drive control signal to the control electrode of each power semiconductor element. In the switching condition setting step, the delay impedance is set relatively high when the humidity is high.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、スイッチング動作を行なう電力用半導体素子（たとえばＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）の制御電極（ゲート）への駆動制御信号の伝播遅延を増大させて、コイル巻線に印加される交流電圧の極性反転時における電圧変化を緩やかにすることができる。これにより、交流電圧の極性反転時において、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界を弱めることができる。   According to the control device and control method of the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, the control electrode (gate) of a power semiconductor element (for example, IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) that performs a switching operation is performed. By increasing the propagation delay of the drive control signal, the voltage change at the time of polarity reversal of the AC voltage applied to the coil winding can be made gentle. This can weaken the electric field generated in the gap (gap) due to the surface charge induced in the coil winding when the polarity of the AC voltage is reversed.

あるいは好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御装置では、スイッチング動作条件は、各電力用半導体の導通電極間に設けられたスナバ回路の接続要否である。そして、スイッチング条件設定手段は、雰囲気湿度が所定値以下のときに導通電極間にスナバ回路を非接続とする第１の設定手段と、雰囲気湿度が所定値を超えるときに導通電極間にスナバ回路を接続する第２の設定手段とを含む。   Alternatively, preferably, in the control device for an electric motor drive system according to the present invention, the switching operation condition is whether or not a snubber circuit provided between conductive electrodes of each power semiconductor is necessary. The switching condition setting means includes a first setting means for disconnecting the snubber circuit between the conductive electrodes when the atmospheric humidity is below a predetermined value, and a snubber circuit between the conductive electrodes when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value. And second setting means for connecting.

あるいは好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御方法では、スイッチング動作条件は、各電力用半導体の導通電極間に設けられたスナバ回路の接続要否である。そして、スイッチング条件設定ステップは、雰囲気湿度が所定値以下のときに導通電極間にスナバ回路を非接続とする第１の設定ステップと、雰囲気湿度が所定値を超えるときに導通電極間にスナバ回路を接続する第２の設定ステップとを含む。   Alternatively, preferably, in the motor drive system control method according to the present invention, the switching operation condition is whether or not a snubber circuit provided between the conductive electrodes of each power semiconductor is necessary. The switching condition setting step includes a first setting step of disconnecting the snubber circuit between the conductive electrodes when the atmospheric humidity is equal to or lower than a predetermined value, and a snubber circuit between the conductive electrodes when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value. A second setting step.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、スイッチング動作を行なう電力用半導体（たとえばＩＧＢＴ）の導通電極間（コレクタ−エミッタ間）にスナバ回路を接続して、コイル巻線に印加される交流電圧の極性反転時における電圧変化を緩やかにすることができる。これにより、交流電圧の極性反転時において、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界を弱めることができる。   According to the control device and control method of the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, a snubber is provided between the conductive electrodes (between the collector and the emitter) of the power semiconductor (for example, IGBT) that performs the switching operation. By connecting a circuit, the voltage change at the time of polarity reversal of the AC voltage applied to the coil winding can be moderated. This can weaken the electric field generated in the gap (gap) due to the surface charge induced in the coil winding when the polarity of the AC voltage is reversed.

また好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御装置では、スイッチング動作条件は、電動機の制御モードである。そして、スイッチング条件設定手段は、高湿度時に、インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる期間が相対的に長くなるような制御モードを選択する。   Preferably, in the control device for an electric motor drive system according to the present invention, the switching operation condition is an electric motor control mode. The switching condition setting means performs control so that the period during which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off is relatively long in the switching operation of the inverter at high humidity. Select a mode.

また好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御方法では、スイッチング動作条件は、電動機の制御モードである。そして、スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に、インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる期間が相対的に長くなるような制御モードを選択する。   Preferably, in the method for controlling an electric motor drive system according to the present invention, the switching operation condition is an electric motor control mode. The switching condition setting step is a control in which the period during which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off is relatively long in the switching operation of the inverter at high humidity. Select a mode.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、上下アーム素子の両方がターンオフされて、コイル巻線に誘起された表面電荷を拡散させる期間を相対的に長く設けることができる。したがって、交流電圧の極性反転時における表面電荷量を抑制することにより、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界を弱めることができる。   According to the control device and control method of the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, both the upper and lower arm elements are turned off and the surface charge induced in the coil winding is diffused. Can be provided relatively long. Therefore, by suppressing the surface charge amount at the time of polarity reversal of the AC voltage, the electric field generated in the gap (gap) due to the surface charge induced in the coil winding can be weakened.

あるいは好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御装置では、インバータは、交流電圧の発生時にコイル巻線に印加される電圧レベル数を可変設定可能に構成される。そして、スイッチング条件設定手段は、第１および第２の設定手段を含む。第１の設定手段は、雰囲気湿度が所定値以下のときに、電圧レベル数が第１の数となるようにインバータの動作モードを決定する。第２の設定手段は、雰囲気湿度が所定値を超えるときに、電圧レベル数が第１の数よりも大きい第２の数となるようにインバータの動作モードを決定する。   Alternatively, preferably, in the control device for an electric motor drive system according to the present invention, the inverter is configured to be capable of variably setting the number of voltage levels applied to the coil winding when the AC voltage is generated. The switching condition setting means includes first and second setting means. The first setting means determines the operation mode of the inverter so that the number of voltage levels becomes the first number when the atmospheric humidity is equal to or lower than a predetermined value. The second setting means determines the operation mode of the inverter so that the number of voltage levels becomes a second number larger than the first number when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value.

あるいは好ましくは、この発明による電動機駆動システムの制御方法では、インバータは、交流電圧の発生時にコイル巻線に印加される電圧レベル数を可変設定可能に構成される。そして、スイッチング条件設定ステップは、第１および第２の設定ステップを含む。第１の設定ステップは、雰囲気湿度が所定値以下のときに、電圧レベル数が第１の数となるようにインバータの動作モードを決定する。第２の設定ステップは、雰囲気湿度が所定値を超えるときに、電圧レベル数が第１の数よりも大きい第２の数となるようにインバータの動作モードを決定する。   Alternatively, preferably, in the method for controlling the electric motor drive system according to the present invention, the inverter is configured to be capable of variably setting the number of voltage levels applied to the coil winding when the AC voltage is generated. The switching condition setting step includes first and second setting steps. In the first setting step, the operation mode of the inverter is determined so that the voltage level number becomes the first number when the atmospheric humidity is equal to or lower than a predetermined value. In the second setting step, when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value, the operation mode of the inverter is determined so that the number of voltage levels becomes a second number larger than the first number.

上記電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、電動機が高湿度環境下で動作する場合には、インバータの交流電圧振幅を多段階に変化させる動作モード（たとえば、いわゆる３レベルインバータ動作）を実行することにより、交流電圧の電圧極性反転時における電圧変化を小さくすることができる。これにより、交流電圧の極性反転時において、コイル巻線に誘起された表面電荷により空隙部（ギャップ）に生じる電界を弱めることができる。   According to the control apparatus and control method for the motor drive system, when the motor operates in a high humidity environment, an operation mode (for example, so-called three-level inverter operation) that changes the AC voltage amplitude of the inverter in multiple stages is set. By executing, the voltage change at the time of voltage polarity reversal of the AC voltage can be reduced. This can weaken the electric field generated in the gap (gap) due to the surface charge induced in the coil winding when the polarity of the AC voltage is reversed.

この発明による電動機駆動システムの制御装置および制御方法によれば、インバータによる電動機を駆動する構成の電動機駆動システムにおいて、電動機の動作環境に応じて、コイル巻線間の層間絶縁破壊に至る部分放電の発生を防止するようにインバータ動作を制御することができる。   According to the control device and the control method for an electric motor drive system according to the present invention, in the electric motor drive system configured to drive the electric motor by the inverter, the partial discharge leading to the interlayer dielectric breakdown between the coil windings according to the operating environment of the electric motor. The inverter operation can be controlled to prevent the occurrence.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は原則的に繰返さないものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will not be repeated in principle.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動機駆動システム１００の構成を説明する概略ブロック図である。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating the configuration of an electric motor drive system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

図１を参照して、実施の形態１による電動機駆動システム１００は、直流電源５と、接地ライン６および電源ライン７と、インバータ１０と、モータジェネレータ２０と、制御回路３０と、複数のデッドタイム生成回路５０と、ドライブ回路６０とを備える。   Referring to FIG. 1, an electric motor drive system 100 according to Embodiment 1 includes a DC power supply 5, a ground line 6 and a power supply line 7, an inverter 10, a motor generator 20, a control circuit 30, and a plurality of dead times. A generation circuit 50 and a drive circuit 60 are provided.

電源ライン７は、直流電源５の正極端子と電気的に接続され、接地ライン６は、直流電源５の負極端子と接続される。接地ライン６の電位は０（ＧＮＤ）であり、電源ライン７の電位は＋Ｅであるものとする。なお、直流電源５は、所定電圧を発生する二次電池や電気二重層等の蓄電装置等の直流電源によって代表的には構成される。あるいは、直流電源５内にコンバータ回路を配置して、直流電源５からの出力電圧を可変とする構成としてもよい。   The power line 7 is electrically connected to the positive terminal of the DC power source 5, and the ground line 6 is connected to the negative terminal of the DC power source 5. It is assumed that the potential of the ground line 6 is 0 (GND) and the potential of the power supply line 7 is + E. The DC power supply 5 is typically constituted by a DC power supply such as a secondary battery that generates a predetermined voltage or a power storage device such as an electric double layer. Or it is good also as a structure which arrange | positions a converter circuit in DC power supply 5, and makes the output voltage from DC power supply 5 variable.

平滑コンデンサＣ０は、接地ライン６および電源ライン７の間に接続され、直流電源５の出力電圧を平滑してインバータ１０に与える。なお、接地ライン６および電源ライン７は、本発明における「直流電圧供給線」に対応する。   Smoothing capacitor C <b> 0 is connected between ground line 6 and power supply line 7, smoothes the output voltage of DC power supply 5 and provides it to inverter 10. The ground line 6 and the power supply line 7 correspond to the “DC voltage supply line” in the present invention.

インバータ１０は、Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７からなる。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ライン７および接地ライン６の間に並列に接続される。   Inverter 10 includes U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 are connected in parallel between power supply line 7 and ground line 6.

Ｕ相アーム１５は、スイッチング動作（オン・オフ動作）を行なう電力用半導体素子（以下、単にスイッチング素子と称する）Ｑ１，Ｑ２からなり、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、接地ライン６および電源ライン７の間に直列に接続される。スイッチング素子としては、代表的にはＩＧＢＴが適用される。同様に、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４からなり、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間（導通電極間）には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。   U-phase arm 15 includes power semiconductor elements (hereinafter simply referred to as switching elements) Q1 and Q2 that perform a switching operation (on / off operation). Switching elements Q1 and Q2 are connected to ground line 6 and power supply line 7 respectively. They are connected in series. An IGBT is typically used as the switching element. Similarly, V-phase arm 16 includes switching elements Q3 and Q4 connected in series, and W-phase arm 17 includes switching elements Q5 and Q6 connected in series. Further, diodes D1 to D6 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collector and the emitter (between conducting electrodes) of the switching elements Q1 to Q6, respectively.

各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、その制御電極への電気的入力（電圧、電流）に応じてオンまたはオフされる。たとえば、ＩＧＢＴは、ゲート（制御電極）の電圧に応じてオンまたはオフされる。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御電極（ゲート）へは、後ほど詳細に説明するように、それぞれのオン・オフを制御する駆動制御信号（本実施の形態では電圧信号）が、デッドタイム生成回路５０およびドライブ回路６０を経て入力される。   Each of the switching elements Q1 to Q6 is turned on or off according to an electrical input (voltage, current) to the control electrode. For example, the IGBT is turned on or off according to the voltage of the gate (control electrode). As will be described in detail later, the drive control signals (voltage signals in the present embodiment) for controlling on / off of the switching elements Q1 to Q6 are supplied to the control electrodes (gates) of the switching elements Q1 to Q6. It is input via the drive circuit 60.

各相アーム１５〜１７の中間点は、モータジェネレータ２０のＵ相コイル巻線２１Ｕ、Ｖ相コイル巻線２１ＶおよびＷ相コイル巻線２１Ｗの一端側とそれぞれ電気的に接続される。たとえば、モータジェネレータ２０は、Ｕ相コイル２１Ｕ、Ｖ相コイル２１ＶおよびＷ相コイル２１Ｗが中性点２２に共通接続されて構成された、３相永久磁石モータである。Ｕ相コイル２１Ｕ、Ｖ相コイル２１ＶおよびＷ相コイル２１Ｗは、本発明における「コイル巻線」に対応する。またモータジェネレータ２０は、本発明における「電動機」に対応する。   Intermediate points of phase arms 15 to 17 are electrically connected to one end sides of U-phase coil winding 21U, V-phase coil winding 21V and W-phase coil winding 21W of motor generator 20, respectively. For example, motor generator 20 is a three-phase permanent magnet motor configured such that U-phase coil 21U, V-phase coil 21V, and W-phase coil 21W are commonly connected to neutral point 22. U-phase coil 21U, V-phase coil 21V, and W-phase coil 21W correspond to “coil winding” in the present invention. The motor generator 20 corresponds to the “electric motor” in the present invention.

モータジェネレータ２０には、電流センサ２４および回転角センサ２５が設けられる。三相電流の瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２４は２相分のモータ電流ＭＣＲＴ（たとえばＶ相電流およびＷ相電流）を検出するように配設すれば足りる。回転角センサ２５は、モータジェネレータ２０の回転子（図示せず）の回転角θを検出し、検出した回転角θを制御回路３０へ送出する。なお、制御回路３０では、回転角θに基づきモータジェネレータ２０の回転数を算出することができる。   The motor generator 20 is provided with a current sensor 24 and a rotation angle sensor 25. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents is zero, as shown in FIG. 1, if the current sensor 24 is arranged so as to detect the motor current MCRT (for example, V-phase current and W-phase current) for two phases. It ’s enough. The rotation angle sensor 25 detects a rotation angle θ of a rotor (not shown) of the motor generator 20 and sends the detected rotation angle θ to the control circuit 30. The control circuit 30 can calculate the rotation speed of the motor generator 20 based on the rotation angle θ.

さらに、モータジェネレータ２０には、雰囲気温度を測定するための湿度センサ２６が設けられる。雰囲気湿度は、モータジェネレータ２０の動作環境因子のうち、層間絶縁破壊に至る部分放電の開始電圧に大きな影響を与える因子であることが、発明者らの解析により判明している。湿度センサ２６によって測定された雰囲気湿度Ｍｈｍは制御回路３０へ送出される。   Further, the motor generator 20 is provided with a humidity sensor 26 for measuring the ambient temperature. It has been found by the inventors' analysis that the atmospheric humidity is a factor that greatly affects the starting voltage of the partial discharge leading to the interlayer dielectric breakdown among the operating environment factors of the motor generator 20. The atmospheric humidity Mhm measured by the humidity sensor 26 is sent to the control circuit 30.

制御回路３０は、電流センサ２４および回転角センサ２５によって検出されたモータ電流ＭＣＲＴおよびロータ回転角θに基づき、モータジェネレータ２０のトルク指令値Ｔｑｃｏｍに従ってモータジェネレータ２０が動作するように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１６のスイッチング動作を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を発生する。すなわち、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン・オフを指示する駆動制御信号である。   Control circuit 30 switches switching elements Q <b> 1 to Q <b> 1 so that motor generator 20 operates according to torque command value Tqcom of motor generator 20 based on motor current MCRT and rotor rotation angle θ detected by current sensor 24 and rotation angle sensor 25. Switching control signals S1 to S6 for controlling the switching operation of Q16 are generated. That is, the switching control signals S1 to S6 are drive control signals for instructing on / off of the switching elements Q1 to Q6.

言い換えると、制御回路３０は、モータジェネレータ２０がトルク指令値Ｔｑｃｏｍに従ったトルクを出力できるような交流電圧が各相コイル巻線２１Ｕ〜２１Ｗに印加されるように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を制御する。すなわち、制御回路３０は、このようなスイッチング動作に対応するようなスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。なお、各スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、対応のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフされるべき期間において論理ローレベル（以下、Ｌレベルと表記）に設定され、オンされるべき期間において論理ハイレベル（以下、Ｈレベルと表記）に設定される。   In other words, the control circuit 30 switches the switching elements Q1 to Q6 so that an AC voltage that allows the motor generator 20 to output a torque according to the torque command value Tqcom is applied to the phase coil windings 21U to 21W. Control the behavior. That is, the control circuit 30 generates switching control signals S1 to S6 corresponding to such a switching operation. Each of the switching control signals S1 to S6 is set to a logic low level (hereinafter referred to as L level) in a period in which the corresponding switching elements Q1 to Q6 are to be turned off, and is in a logic high level (to be turned on) Hereinafter, it is set to H level).

制御回路３０により生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、デッドタイム生成回路５０を通過してデッドタイムを付加される。さらに、デッドタイムを付加されたスイッチング制御信号Ｓ１ｄ〜Ｓ６ｄはドライブ回路６０へ与えられ、ドライブ回路６０は、スイッチング制御信号Ｓ１ｄ〜Ｓ６ｄに応答して、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をそれぞれオンまたはオフさせるためのゲート電圧（Ｌレベル／Ｈレベル）を発生する。   The switching control signals S1 to S6 generated by the control circuit 30 are passed through the dead time generation circuit 50 and added with dead time. Further, the switching control signals S1d to S6d to which the dead time is added are supplied to the drive circuit 60, and the drive circuit 60 is configured to turn on or off the switching elements Q1 to Q6, respectively, in response to the switching control signals S1d to S6d. Gate voltage (L level / H level) is generated.

図１には、代表的に、スイッチング素子Ｑ１に対応するデッドタイム生成回路５０の構成が示される。一例として、デッドタイム生成回路５０は、ＡＮＤ回路５１と、遅延回路５２とを含んで構成される。遅延回路５２は、可変抵抗５４および可変容量キャパシタ５６を含む。遅延回路５２は、可変抵抗５４の抵抗値および可変容量キャパシタ５６の容量値に応じた遅延時間だけ、スイッチング制御信号Ｓ１を遅延させる。ＡＮＤ回路５１の入力の一方は制御回路３０からのスイッチング制御Ｓ１とされ、ＡＮＤ回路５１の入力の他方は、遅延回路５２を通過したスイッチング制御信号Ｓ１とされる。   FIG. 1 typically shows a configuration of a dead time generation circuit 50 corresponding to the switching element Q1. As an example, the dead time generation circuit 50 includes an AND circuit 51 and a delay circuit 52. The delay circuit 52 includes a variable resistor 54 and a variable capacitor 56. The delay circuit 52 delays the switching control signal S1 by a delay time corresponding to the resistance value of the variable resistor 54 and the capacitance value of the variable capacitor 56. One input of the AND circuit 51 is a switching control S1 from the control circuit 30, and the other input of the AND circuit 51 is a switching control signal S1 that has passed through the delay circuit 52.

これにより、遅延されたスイッチング制御信号Ｓ１ｄでは、ＬレベルからＨレベルの遷移タイミング（ターンオン）は、遅延回路５２での遅延時間だけスイッチング制御信号Ｓ１よりも遅延される。一方、遅延されたスイッチング制御信号Ｓ１ｄでのＨレベルからＬレベルの遷移タイミング（ターンオフ）は、遅延回路５２の影響を受けることなくスイッチング制御信号Ｓ１と同等である。なお、図示しないが、スイッチング制御信号Ｓ１のＨレベルからＬレベルの遷移タイミング（ターンオフ）を遅延させる遅延回路が別途設けられてもよい。   Thereby, in the delayed switching control signal S1d, the transition timing (turn-on) from the L level to the H level is delayed from the switching control signal S1 by the delay time in the delay circuit 52. On the other hand, the transition timing (turn-off) from the H level to the L level in the delayed switching control signal S1d is equivalent to the switching control signal S1 without being affected by the delay circuit 52. Although not shown, a delay circuit for delaying the transition timing (turn-off) from the H level to the L level of the switching control signal S1 may be separately provided.

スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６に対しても、同様のデッドタイム生成回路５０が設けられる。この結果、各相アームにおいて、互いに逆位相でオン・オフされる上アーム素子（Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５）および下アーム素子（Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６）の両方がオフされるデッドタイムを設けることができる。このデッドタイムの長さは、遅延回路５２での遅延時間に応じて設定される。これにより、同一相アームにて、上アーム素子および下アーム素子が同時にオンして電源ライン７および接地ライン６の間に短絡経路が発生してしまうことを確実に防止することができる。すなわち、デッドタイム生成回路５０によって与えられるデッドタイムは、「短絡防止期間」に相当する。   A similar dead time generation circuit 50 is provided for switching elements Q2 to Q6. As a result, each phase arm has a dead time in which both the upper arm elements (Q1, Q3, Q5) and the lower arm elements (Q2, Q4, Q6) that are turned on / off in opposite phases are turned off. it can. The length of this dead time is set according to the delay time in the delay circuit 52. Thereby, it can be reliably prevented that the upper arm element and the lower arm element are simultaneously turned on in the same-phase arm and a short circuit path is generated between the power supply line 7 and the ground line 6. That is, the dead time given by the dead time generation circuit 50 corresponds to a “short circuit prevention period”.

ここで、デッドタイム生成回路５０は、制御回路３０からの制御信号ＤＴＳに応答して、遅延回路５２での遅延時間を可変設定可能に構成されている。   Here, the dead time generation circuit 50 is configured to be able to variably set the delay time in the delay circuit 52 in response to the control signal DTS from the control circuit 30.

図２は、図１に示した遅延回路５２の構成例を説明する回路図である。
図２を参照して、可変抵抗５４は、スイッチング制御信号Ｓ１が制御回路３０から与えられるノードＮ１とＡＮＤ回路５１の入力ノードとの間に並列接続された、抵抗素子Ｒ１（抵抗値Ｒ１）およびスイッチ素子ＳＷ１の組と、抵抗素子Ｒ２（抵抗値Ｒ２、Ｒ２＞Ｒ１）およびスイッチ素子ＳＷ２の組とを有する。スイッチ素子ＳＷ１は、制御信号ＤＴＳのＬレベル時にオンしＨレベル時にオフする。これに対して、スイッチ素子ＳＷ２は、制御信号ＤＴＳのＨレベル時にオンしＬレベル時にオフする。したがって、可変抵抗５４の抵抗値は、制御信号ＤＴＳのＬレベル時にはＲ１となりＨレベル時にはＲ２となる。 FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the delay circuit 52 shown in FIG.
Referring to FIG. 2, variable resistor 54 includes a resistance element R1 (resistance value R1) and a parallel connection between node N1 to which switching control signal S1 is applied from control circuit 30 and an input node of AND circuit 51. It has a set of switch elements SW1, and a set of resistance elements R2 (resistance values R2, R2> R1) and switch elements SW2. The switch element SW1 is turned on when the control signal DTS is at the L level and turned off when the control signal DTS is at the H level. On the other hand, the switch element SW2 is turned on when the control signal DTS is at the H level and turned off when the control signal DTS is at the L level. Therefore, the resistance value of the variable resistor 54 is R1 when the control signal DTS is L level, and R2 when the control signal DTS is H level.

同様に、可変容量キャパシタ５６は、ノードＮ１に対して並列に接続された、スイッチ素子ＳＷ１♯およびキャパシタＣ１（容量値Ｃ１）の組と、スイッチ素子ＳＷ２♯およびキャパシタＣ２（容量値Ｃ２、Ｃ２＞Ｃ１）の組を有する。   Similarly, variable capacitor 56 includes a set of switch element SW1 # and capacitor C1 (capacitance value C1), switch element SW2 # and capacitor C2 (capacitance values C2, C2>) connected in parallel to node N1. C1).

遅延回路５２による遅延時間は、可変抵抗５４の抵抗値および可変容量キャパシタ５６の容量値の積（ＲＣ積）が大きくなるのに従って長くなる。したがって、デッドタイム生成回路５０によって付与されるデッドタイムは、制御信号ＤＴＳのＨレベル時には、制御信号ＤＴＳのＬレベル時と比較して長く設定される。   The delay time by the delay circuit 52 becomes longer as the product (RC product) of the resistance value of the variable resistor 54 and the capacitance value of the variable capacitor 56 becomes larger. Therefore, the dead time given by the dead time generation circuit 50 is set longer when the control signal DTS is at the H level than when the control signal DTS is at the L level.

次に、図３のフローチャートにより、実施の形態１による電動機駆動システム制御を説明する。   Next, the motor drive system control according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図３を参照して、実施の形態１による電動機駆動システム制御によれば、制御回路３０は、ステップＳ１００により、湿度センサ２６の出力を取得してモータジェネレータ２０の雰囲気湿度Ｍｈｍを取得する。そして、制御回路３０は、ステップＳ１１０により、ステップＳ１００で取得された雰囲気湿度Ｍｈｍを所定の判定湿度Ｍｊと比較する。   Referring to FIG. 3, according to the motor drive system control according to the first embodiment, control circuit 30 acquires the output of humidity sensor 26 and acquires the atmospheric humidity Mhm of motor generator 20 in step S100. In step S110, the control circuit 30 compares the atmospheric humidity Mhm acquired in step S100 with a predetermined determination humidity Mj.

そして、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値以下の場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下にない場合には、ステップＳ１２０により、制御信号ＤＴＳをＬレベルに設定して通常時のデッドタイム設定を行なう。これに対して、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値を超えるとき（ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作している場合には、ステップＳ１３０により、制御信号ＤＴＳをＨレベルに設定することによりデッドタイムを通常時よりも延長する。すなわち、インバータ１０でのスイッチング動作におけるデッドタイムは、雰囲気湿度に応じて可変設定される。   When the atmospheric humidity of motor generator 20 is equal to or lower than the determination value (when NO is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is not in a high humidity environment, control circuit 30 performs control signal DTS in step S120. Is set to the L level to set the normal dead time. On the other hand, when the atmospheric humidity of motor generator 20 exceeds the determination value (when YES is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is operating in a high humidity environment, control circuit 30 performs step. In S130, the dead time is extended from the normal time by setting the control signal DTS to the H level. That is, the dead time in the switching operation in the inverter 10 is variably set according to the atmospheric humidity.

図４には、実施の形態１による電動機駆動システム制御によるインバータ１０の動作波形図が示される。   FIG. 4 shows an operation waveform diagram of inverter 10 by the motor drive system control according to the first embodiment.

図４を参照して、同一相アームに属するスイッチング制御信号Ｓ１およびＳ２、スイッチング制御信号Ｓ３およびＳ４、ならびにスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６は、互いに逆位相に設定される。そして、Ｕ相およびＶ相およびＷ相間で上アーム素子間のオンタイミングを所定角度（電気角６０°）ずつずらすことにより、モータジェネレータ２０をいわゆる矩形波電圧制御（１８０°通電モード）によって駆動することができる。   Referring to FIG. 4, switching control signals S1 and S2, switching control signals S3 and S4, and switching control signals S5 and S6 belonging to the same phase arm are set in opposite phases. Then, the motor generator 20 is driven by so-called rectangular wave voltage control (180 ° energization mode) by shifting the ON timing between the upper arm elements by a predetermined angle (electrical angle 60 °) between the U phase, the V phase, and the W phase. be able to.

ここで、上下アーム素子間で短絡防止のために設けられるデッドタイムの存在は、電動機制御（トルク制御等）に対し外乱となるため、通常時（図３のＳ１２０）には、図４に実線で示すように、デッドタイムが必要最小限となるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は設定される。   Here, since the existence of dead time provided for preventing a short circuit between the upper and lower arm elements is a disturbance to the motor control (torque control or the like), in a normal state (S120 in FIG. 3), a solid line in FIG. As shown by, the switching control signals S1 to S6 are set so that the dead time is minimized.

これに対して、高湿度環境時には、図４に点線で示すように、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６のＬレベルからＨレベルへの遷移タイミングが通常時よりも遅延されるとともにＨレベルからＬレベルへの遷移タイミングが通常時よりも早くなり、デッドタイムが通常時よりも相対的に長く設定される。これにより、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のターンオンタイミングは、デッドタイム生成回路５０によって延長されたデッドタイム分に応じて通常時よりも遅延することになり、ターンオフタイミングは通常時よりも早くなる。この結果、各相アームにおいて上下アーム素子のオン・オフが入れ換わるタイミング、すなわち、各相コイル巻線への印加電圧（交流電圧）の極性反転時に、上下アーム素子の両方がターンオフされて、コイル巻線が電源ライン７および接地ライン６のいずれとも接続されない時間（デッドタイム）が長くなる。   On the other hand, in a high humidity environment, as indicated by a dotted line in FIG. 4, the switching timing of the switching control signals S1 to S6 from the L level to the H level is delayed from the normal time and from the H level to the L level. The transition timing is set earlier than the normal time, and the dead time is set relatively longer than the normal time. Thereby, the turn-on timing of each of the switching elements Q1 to Q6 is delayed from the normal time according to the dead time extended by the dead time generation circuit 50, and the turn-off timing is earlier than the normal time. As a result, both the upper and lower arm elements are turned off at the timing when the upper and lower arm elements are switched on / off in each phase arm, that is, when the polarity of the applied voltage (AC voltage) to each phase coil winding is reversed. The time (dead time) during which the winding is not connected to either the power supply line 7 or the ground line 6 becomes longer.

本発明の実施の形態１による電動機駆動システム制御では、このように通常時と高湿度環境時との間でデッドタイムを可変設定して、部分放電開始電圧の低下によりコイル巻線間の層間絶縁破壊が発生しやすくなる高湿度環境時に、絶縁破壊の発生を防止する。   In the motor drive system control according to the first embodiment of the present invention, the dead time is variably set between the normal time and the high humidity environment as described above, and the interlayer insulation between the coil windings is reduced by lowering the partial discharge start voltage. Prevents dielectric breakdown in high humidity environments where breakdown is likely to occur.

なお、図１に示したデッドタイム生成回路については、通常時および高湿度環境時のいずれであるかを示す制御信号ＤＴＳに応答して上述のようにデッドタイム長を可変設定（代表的には、図４に示すような、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のターンオンタイミングおよびターンオフタイミングの切換え）することが可能であれば、任意の回路構成とできる点について確認的に記載する。   In the dead time generation circuit shown in FIG. 1, the dead time length is variably set as described above (typically, in response to the control signal DTS indicating whether it is a normal time or a high humidity environment) If the switching elements Q1 to Q6 can be switched between the turn-on timing and the turn-off timing as shown in FIG.

ここで、図５を用いて、コイル巻線の層間絶縁破壊に繋がる部分放電の発生について説明する。   Here, the occurrence of partial discharge that leads to interlayer dielectric breakdown of the coil winding will be described with reference to FIG.

図５（ａ）には、高周波の矩形波電圧（＋Ｅ／−Ｅ）がコイル巻線に印加される場合のコイル巻線間のギャップでの挙動が示される。各コイル巻線は、導線７０，７２と、それを被覆して絶縁を確保するための絶縁膜７１，７３により構成される。   FIG. 5A shows the behavior in the gap between the coil windings when a high-frequency rectangular wave voltage (+ E / −E) is applied to the coil windings. Each coil winding is composed of conductive wires 70 and 72 and insulating films 71 and 73 for covering them to ensure insulation.

図５（ａ）を参照して、電圧反転前の状態ＣＤ１では、導線７０が相対的に負電位に設定され導線７２が相対的に正電位に設定される。この結果、正電位側の導線７２の絶縁膜７３の表面に、負電荷７５が誘起された状態となる。このように、コイル巻線表面（厳密には絶縁膜表面）に誘起される電荷を、以下では「表面電荷」とも称する。   Referring to FIG. 5A, in state CD1 before voltage inversion, conducting wire 70 is set to a relatively negative potential and conducting wire 72 is set to a relatively positive potential. As a result, a negative charge 75 is induced on the surface of the insulating film 73 of the lead wire 72 on the positive potential side. In this way, the charge induced on the surface of the coil winding (strictly speaking, the surface of the insulating film) is also referred to as “surface charge” below.

状態ＣＤ２に移行して電圧極性が反転されると、導線７０が正電位に設定される一方で導線７２が負電位に設定される。これに伴い、状態ＣＤ１で導線７２側に誘起された表面電荷７５が拡散を始める一方で、新たに正電位側となった導線７０側に表面電荷７５は誘起され始める。そして、状態ＣＤ３では、状態ＣＤ１とは反対に、導線７０の絶縁膜７１の表面に、負電荷７５が誘起された状態となる。   When the state shifts to the state CD2 and the voltage polarity is reversed, the lead wire 70 is set to a positive potential while the lead wire 72 is set to a negative potential. Along with this, the surface charge 75 induced on the conductive wire 72 side in the state CD1 starts to diffuse, while the surface charge 75 starts to be induced on the conductive wire 70 side newly set to the positive potential side. In the state CD3, contrary to the state CD1, a negative charge 75 is induced on the surface of the insulating film 71 of the conducting wire 70.

状態ＣＤ２のように、交流電圧の極性反転がごく短時間に行なわれると、導線７２側に誘起された表面電荷７５が拡散できずに残った状態で、導線７３側に表面電荷が誘起され始める。このため、コイル巻線間のギャップに表面電荷７５によって生じる電界により、コイル巻線間のギャップ電圧Ｖｇｐが高められることになる。この結果、コイル巻線に高周波の矩形波電圧が印加される場合には、絶縁を構成している間隔が短い当該ギャップ部に放電（部分放電）が発生し易くなる。すなわち、ギャップに表面電荷によって生じる電界が強くなることによって、部分放電開始電圧が低下する。一般に、インバータ制御における交流電圧周波数は、可聴ノイズの発生を防止するために、比較的高周波数（１０ＫＨｚ以上程度）に設定されるのが一般的である。   When the polarity inversion of the AC voltage is performed in a very short time as in the state CD2, the surface charge starts to be induced on the conductor 73 side in a state where the surface charge 75 induced on the conductor 72 remains undiffused. . For this reason, the gap voltage Vgp between the coil windings is increased by the electric field generated by the surface charge 75 in the gap between the coil windings. As a result, when a high-frequency rectangular wave voltage is applied to the coil winding, electric discharge (partial discharge) is likely to occur in the gap portion having a short interval constituting the insulation. That is, the partial discharge start voltage is lowered by increasing the electric field generated by the surface charge in the gap. In general, the AC voltage frequency in inverter control is generally set to a relatively high frequency (about 10 KHz or more) in order to prevent the generation of audible noise.

これに対して、図５（ｂ）には、商用周波（６０Ｈｚ）の正弦波がコイル巻線に印加される場合のコイル巻線間のギャップでの挙動が示される。   On the other hand, FIG. 5B shows the behavior in the gap between the coil windings when a commercial frequency (60 Hz) sine wave is applied to the coil windings.

図５（ｂ）を参照して、導線７０が負電位とされ導線７２が正電位とされる状態ＣＤ１♯から、反対に、導線７２が負電位とされ導線７０が正電位とされる状態ＣＤ３♯への遷移、すなわち、交流電圧の極性反転が緩やかなものとなる。   Referring to FIG. 5B, from state CD1 # in which conducting wire 70 is at a negative potential and conducting wire 72 is at a positive potential, conversely, state CD3 in which conducting wire 72 is at a negative potential and conducting wire 70 is at a positive potential. The transition to #, that is, the polarity inversion of the AC voltage becomes gentle.

このため、交流電圧の極性反転時に、コイル巻線に誘起された表面電荷が拡散する時間が確保される（状態ＣＤ２♯）。この結果、電圧極性が反転した状態ＣＤ３♯において、ギャップ電圧Ｖｇｐ♯は、導線７２側（負電位側）に残存した表面電荷によって生じる電界によって高められることがない。したがって、コイル巻線への印加電圧の極性反転が緩やかな場合には、ギャップ部での部分放電が相対的に発生し難くなる。すなわち、ギャップに表面電荷によって生じる電界を相対的に弱くすることによって、部分放電開始電圧の低下を防止できる。   For this reason, when the polarity of the AC voltage is inverted, a time for diffusing the surface charge induced in the coil winding is secured (state CD2 #). As a result, in the state CD3 # in which the voltage polarity is reversed, the gap voltage Vgp # is not increased by the electric field generated by the surface charge remaining on the conducting wire 72 side (negative potential side). Therefore, when the polarity inversion of the voltage applied to the coil winding is gentle, partial discharge in the gap portion is relatively less likely to occur. That is, it is possible to prevent the partial discharge start voltage from decreasing by relatively weakening the electric field generated by the surface charge in the gap.

このように、図５（ａ）に示した現象に該当する、インバータ駆動の電動機駆動システムは、コイル巻線の層間絶縁確保にとっては厳しい条件である。さらに、発明者の検証実験によれば、電動機（モータジェネレータ）が高湿度環境下で動作する場合には、コイル巻線への表面電荷の発生および集中が顕著となって、ギャップに表面電荷によって生じる電界がより強くなる傾向があることが判明している。したがって、高湿度環境下では、部分電圧開始電圧がさらに低下して、層間絶縁破壊を招いてしまうような部分放電がさらに発生し易くなる。   As described above, the inverter-driven electric motor drive system corresponding to the phenomenon shown in FIG. 5A is a severe condition for securing the interlayer insulation of the coil winding. Furthermore, according to the inventor's verification experiment, when the electric motor (motor generator) operates in a high humidity environment, the generation and concentration of surface charges on the coil winding becomes remarkable, and the surface charges in the gap It has been found that the resulting electric field tends to be stronger. Therefore, in a high humidity environment, the partial voltage starting voltage further decreases, and partial discharge that causes interlayer dielectric breakdown is more likely to occur.

再び図４を参照して、実施の形態１による電動機駆動システム制御では、部分放電が発生し易くなる高湿度環境時には、インバータ１０でのデッドタイムを通常時よりも長く設定することにより、コイル巻線への印加電圧（交流電圧）の極性反転時に、表面電荷が拡散できる時間をより長く確保している。   Referring to FIG. 4 again, in the motor drive system control according to the first embodiment, in a high humidity environment where partial discharge is likely to occur, the dead time in inverter 10 is set longer than normal so that coil winding can be performed. When the polarity of the voltage applied to the line (AC voltage) is reversed, the time during which the surface charge can be diffused is secured longer.

これにより、高湿度環境時には、上記極性反転時におけるコイル巻線間のギャップでの挙動を図５（ａ）の状況から図５（ｂ）の状況へ相対的に近づけることにより、ギャップに表面電荷によって生じる電界が通常時よりも相対的に弱くなるように、インバータ１０でのスイッチング動作条件を設定することができる。   Thus, in a high humidity environment, the behavior of the gap between the coil windings at the time of polarity reversal is made relatively close to the situation of FIG. 5B from the situation of FIG. The switching operation condition in the inverter 10 can be set so that the electric field generated by the above becomes relatively weaker than usual.

したがって、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合には、コイル巻線への印加電圧の極性反転時に、コイル巻線のギャップに残存する表面電荷により生じる電界がギャップ電圧を強めて部分放電が発生しやすくなるような状況を回避することによって、部分放電発生の防止によりコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   Therefore, when the motor generator 20 operates in a high humidity environment, when the polarity of the voltage applied to the coil winding is reversed, the electric field generated by the surface charge remaining in the gap of the coil winding increases the gap voltage and causes partial discharge. By avoiding the situation in which the occurrence of the occurrence of partial discharge is prevented, it is possible to prevent the occurrence of interlayer dielectric breakdown between the coil windings by preventing the partial discharge.

なお、実施の形態１では、デッドタイムの可変設定を通常時および高湿度時（しきい値となる判定値超）の２段階としたが、さらに細分化して３以上の複数段階にデッドタイムを可変設定してもよい。また、雰囲気湿度の上昇に従ってデッドタイムが徐々に延長されるように、デッドタイムを連続的に可変設定してもよい。   In the first embodiment, the dead time is variably set in two stages of normal time and high humidity (exceeding the threshold judgment value). However, the dead time is further subdivided into three or more stages. It may be variably set. Further, the dead time may be continuously variably set so that the dead time is gradually extended as the atmospheric humidity increases.

なお、実施の形態１において、図４のステップＳ１００は本発明の「湿度取得手段」または「湿度取得ステップ」に対応し、ステップＳ１２０およびＳ１３０は、本発明での「スイッチング条件設定手段」または「スイッチング条件設定ステップ」に対応する。   In the first embodiment, step S100 in FIG. 4 corresponds to the “humidity acquisition unit” or “humidity acquisition step” of the present invention, and steps S120 and S130 correspond to the “switching condition setting unit” or “ This corresponds to the “switching condition setting step”.

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２に従う電動機駆動システム１０１の構成を示すブロック図である。 [Embodiment 2]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of electric motor drive system 101 according to the second embodiment.

図６および図１の比較から理解されるように、実施の形態２に従う電動機駆動システム１０１では、高湿度時／通常時の間でデッドタイムを切換えるためのデッドタイム生成回路５０および通常の信号駆動機能を有するドライブ回路６０に代えて、高湿度時／通常時の間でゲート抵抗を可変設定可能なドライブ回路６１が設けられる。電動機駆動システム１０１のその他の部分の構成は、図１に示した電動機駆動システム１００と同様であるので詳細な説明は繰返さない。   As can be understood from the comparison between FIG. 6 and FIG. 1, the electric motor drive system 101 according to the second embodiment includes a dead time generation circuit 50 for switching the dead time between high humidity / normal time and a normal signal drive function. Instead of the drive circuit 60, a drive circuit 61 is provided that can variably set the gate resistance between high humidity and normal times. Since the configuration of other parts of motor drive system 101 is the same as that of motor drive system 100 shown in FIG. 1, detailed description will not be repeated.

ドライブ回路６１は、制御回路３０によって生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート（制御電極）へ伝達される各経路内に可変抵抗６２を有する。この可変抵抗６２の抵抗値は、制御回路３０からの制御信号ＤＴＳに応じて可変に設定することができる。たとえば、可変抵抗６２としては、図２に示した可変抵抗５４と同様の構成を用いることができる。   The drive circuit 61 has a variable resistor 62 in each path through which the switching control signals S1 to S6 generated by the control circuit 30 are transmitted to the gates (control electrodes) of the switching elements Q1 to Q6. The resistance value of the variable resistor 62 can be variably set according to the control signal DTS from the control circuit 30. For example, the variable resistor 62 can have the same configuration as the variable resistor 54 shown in FIG.

これにより、ドライブ回路６１は、制御信号ＤＴＳのＬレベル時（通常時）には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を迅速にオン・オフさせるためにゲート抵抗を必要最低限の抵抗値に抑制する。一方で、制御信号ＤＴＳのＨレベル時（高湿度時）には、ドライブ回路６１は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の電圧立上がりおよび電圧立下がり波形をなまらすように、ゲート抵抗を通常時よりも相対的に高くする。   Thereby, when the control signal DTS is at the L level (normal time), the drive circuit 61 suppresses the gate resistance to the minimum necessary resistance value in order to quickly turn on / off the switching elements Q1 to Q6. On the other hand, when the control signal DTS is at the H level (high humidity), the drive circuit 61 sets the gate resistance to be higher than normal so as to smooth the voltage rising and voltage falling waveforms of the switching elements Q1 to Q6. Make it relatively high.

図７に示されるように、実施の形態２による電動機駆動システム制御では、制御回路３０は、実施の形態１と同様に、ステップＳ１００により湿度センサ２６の出力からモータジェネレータの雰囲気湿度Ｍｈｍを取得し、ステップＳ１１０によりこの雰囲気湿度Ｍｈｍが判定値Ｍｊを超えているかどうかを判定する。   As shown in FIG. 7, in the motor drive system control according to the second embodiment, the control circuit 30 acquires the atmospheric humidity Mhm of the motor generator from the output of the humidity sensor 26 in step S100, as in the first embodiment. In step S110, it is determined whether or not the atmospheric humidity Mhm exceeds the determination value Mj.

そして、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値以下の場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下にない場合には、ステップＳ１２１により、制御信号ＤＴＳをＬレベルに設定して通常時のゲート抵抗設定を行なう。これに対して、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値を超えるとき（ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作している場合には、ステップＳ１３１により、制御信号ＤＴＳをＨレベルに設定することによりゲート抵抗を通常時よりも高くする。すなわち、インバータ１０でのスイッチング動作におけるゲート抵抗は、雰囲気湿度に応じて可変設定される。   When the atmospheric humidity of motor generator 20 is equal to or lower than the determination value (when NO is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is not in a high humidity environment, control circuit 30 performs control signal DTS in step S121. Is set to the L level and the gate resistance is set normally. On the other hand, when the atmospheric humidity of motor generator 20 exceeds the determination value (when YES is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is operating in a high humidity environment, control circuit 30 performs step. In S131, the control signal DTS is set to the H level, so that the gate resistance is made higher than normal. That is, the gate resistance in the switching operation in the inverter 10 is variably set according to the atmospheric humidity.

この結果、図８に示されるように、ターンオンおよびターンオフ時における各スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅは、ゲート抵抗が低い場合には、スイッチング制御信号のレベル遷移に追従して各スイッチング素子のゲート電圧が速やかに変化することにより、図中に実線で示すように急峻な波形となる。一方、ゲート抵抗が高い場合には、スイッチング制御信号のレベル遷移に対する追従して各スイッチング素子でのゲート電圧変化がなまされるため、図中に点線で示すように、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅは、相対的に緩やかな波形となる。この結果、図９に示すように、コイル巻線への印加電圧の極性反転時における電圧変化ｄＶ／ｄｔは、ゲート抵抗が高くなるのに従って小さくなる。   As a result, as shown in FIG. 8, when the gate resistance is low, the collector-emitter voltage Vce at the time of turn-on and turn-off follows the level transition of the switching control signal. By rapidly changing the gate voltage, a steep waveform is obtained as shown by a solid line in the figure. On the other hand, when the gate resistance is high, the change in gate voltage at each switching element is performed following the level transition of the switching control signal, so that the collector-emitter voltage Vce is as shown by the dotted line in the figure. A relatively gentle waveform is obtained. As a result, as shown in FIG. 9, the voltage change dV / dt at the time of polarity reversal of the voltage applied to the coil winding decreases as the gate resistance increases.

したがって、上記のようなゲート抵抗設定とすることにより、高湿度時（ＤＴＳ＝Ｈレベル時）には、ゲート抵抗を高くすることにより、コイル巻線への印加電圧（交流電圧）の極性反転時に通常時よりもｄＶ／ｄｔを低下させることができる。これにより、実施の形態２と同様に、高湿度環境時には、上記極性反転時におけるコイル巻線間のギャップでの挙動を図５（ａ）の状況から図５（ｂ）の状況へ相対的に近づけることができる。したがって、ギャップに表面電荷によって生じる電界が通常時よりも相対的に弱くなるように、インバータ１０でのスイッチング動作条件を設定することができる。   Therefore, by setting the gate resistance as described above, when the humidity is high (DTS = H level), by increasing the gate resistance, the polarity of the voltage applied to the coil winding (AC voltage) is reversed. DV / dt can be reduced as compared with the normal time. Thus, as in the second embodiment, in a high humidity environment, the behavior in the gap between the coil windings during the polarity reversal is relatively changed from the situation of FIG. 5A to the situation of FIG. You can get closer. Therefore, the switching operation condition in the inverter 10 can be set so that the electric field generated by the surface charge in the gap is relatively weaker than usual.

この結果、実施の形態１と同様に、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合において、部分放電発生の防止によりコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   As a result, similarly to the first embodiment, when motor generator 20 operates in a high humidity environment, it is possible to prevent the occurrence of interlayer dielectric breakdown between coil windings by preventing the occurrence of partial discharge.

なお、実施の形態２に従う電動機駆動システムでは、制御回路３０からのスイッチング制御信号が各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート（制御電極）へ伝達される経路における遅延インピーダンスを雰囲気湿度に応じて可変設定すればよい。すなわち、当該伝達経路における抵抗成分（ゲート抵抗）に代えて、付加される容量値またはインダクタンス値可変設定することにより、高湿度時に遅延インピーダンスを通常時より高める構成としても、同様の効果を得ることが可能である。   In the motor drive system according to the second embodiment, the delay impedance in the path through which the switching control signal from control circuit 30 is transmitted to the gates (control electrodes) of switching elements Q1 to Q6 is variably set according to the ambient humidity. That's fine. That is, instead of the resistance component (gate resistance) in the transmission path, by setting the added capacitance value or inductance value variably, the same effect can be obtained even in a configuration in which the delay impedance is higher than normal at high humidity. Is possible.

また、実施の形態２では、ゲート抵抗に代表される遅延インピーダンスの可変設定を通常時および高湿度時（しきい値となる判定値超）の２段階としたが、さらに細分化して３以上の複数段階に遅延インピーダンスを可変設定してもよい。また、雰囲気湿度の上昇に従って遅延インピーダンスが徐々に延長されるように、遅延インピーダンスを連続的に可変設定してもよい
なお、実施の形態２において、図７のステップＳ１００は本発明の「湿度取得手段」または「湿度取得ステップ」に対応し、ステップＳ１２１およびＳ１３１は、本発明での「スイッチング条件設定手段」または「スイッチング条件設定ステップ」に対応する。 Further, in the second embodiment, the variable setting of the delay impedance represented by the gate resistance is made in two stages of normal time and high humidity (exceeding the judgment value that becomes a threshold value). The delay impedance may be variably set in a plurality of stages. Further, the delay impedance may be continuously variably set so that the delay impedance is gradually extended as the atmospheric humidity increases. In the second embodiment, step S100 in FIG. Steps S121 and S131 correspond to “switching condition setting means” or “switching condition setting step” in the present invention.

［実施の形態３］
図１０は、実施の形態３に従う電動機駆動システム１０２の構成を示すブロック図である。 [Embodiment 3]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of electric motor drive system 102 according to the third embodiment.

図１０および図１の比較から理解されるように、実施の形態３に従う電動機駆動システム１０２は、図１に示す電動機駆動システム１００と比較して、デッドタイム生成回路５０に代えて、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対応して設けられたスイッチング動作切換回路８０を備える点で異なる。スイッチング動作切換回路８０の動作は、制御回路３０からの制御信号ＤＴＳに応じて制御される。電動機駆動システム１０２のその他の部分の構成は図１に示した電動機駆動システム１００と同様であるので詳細な説明は繰返さない。   As can be understood from the comparison between FIG. 10 and FIG. 1, the motor drive system 102 according to the third embodiment is different from the motor drive system 100 shown in FIG. The difference is that a switching operation switching circuit 80 provided corresponding to Q1 to Q6 is provided. The operation of the switching operation switching circuit 80 is controlled according to the control signal DTS from the control circuit 30. Since the configuration of other parts of motor drive system 102 is similar to that of motor drive system 100 shown in FIG. 1, detailed description will not be repeated.

図１１は、図１０に示したスイッチング動作切換回路８０の構成を説明する回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram illustrating the configuration of switching operation switching circuit 80 shown in FIG.

図１１を参照して、スイッチング動作切換回路８０は、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間（導通電極間）に直列に接続された、スイッチ素子８１およびスナバ回路８２を有する。スイッチ素子８１は、制御信号ＤＴＳのＨレベル時（高湿度時）にオンし、Ｌレベル時（通常時）にオフする。スナバ回路８２は、コレクタ−エミッタ間の高周波電圧（スパイク電圧）を除去するために高周波電圧が通過しやすいような周波数特性を有するように構成される。スナバ回路８２は、たとえば、抵抗８３、キャパシタ８４およびダイオード８５からなる一般的な回路構成のものを適用できる。   Referring to FIG. 11, switching operation switching circuit 80 includes a switch element 81 and a snubber circuit 82 connected in series between the collector and the emitter (between conductive electrodes) of the switching element. The switch element 81 is turned on when the control signal DTS is at the H level (high humidity) and turned off at the L level (normal time). The snubber circuit 82 is configured to have a frequency characteristic such that the high frequency voltage easily passes in order to remove the high frequency voltage (spike voltage) between the collector and the emitter. As the snubber circuit 82, for example, a general circuit configuration including a resistor 83, a capacitor 84, and a diode 85 can be applied.

スイッチング動作切換回路８０では、制御信号ＤＴＳに応答したスイッチ素子８１のオン・オフに応答して、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間にスナバ回路８２を接続するか否かを制御可能である。   The switching operation switching circuit 80 can control whether or not the snubber circuit 82 is connected between the collector and the emitter of the switching element in response to ON / OFF of the switching element 81 in response to the control signal DTS.

図１２に示されるように、実施の形態３による電動機駆動システム制御では、制御回路３０は、実施の形態１，２と同様に、ステップＳ１００により湿度センサ２６の出力からモータジェネレータの雰囲気湿度Ｍｈｍを取得し、ステップＳ１１０によりこの雰囲気湿度Ｍｈｍが判定値Ｍｊを超えているかどうかを判定する。   As shown in FIG. 12, in the motor drive system control according to the third embodiment, the control circuit 30 calculates the ambient humidity Mhm of the motor generator from the output of the humidity sensor 26 in step S100, as in the first and second embodiments. In step S110, it is determined whether or not the atmospheric humidity Mhm exceeds the determination value Mj.

そして、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値以下の場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下にない場合には、ステップＳ１２２により、制御信号ＤＴＳをＬレベルに設定してスイッチング素子の導通電極間にスナバ回路８２を非接続とする。これに対して、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値を超えるとき（ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作している場合には、ステップＳ１３２により、制御信号ＤＴＳをＨレベルに設定することによりスイッチング素子のコレクタ−エミッタ間にスナバ回路８２を接続とする。すなわち、インバータ１０でのスイッチング動作において、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間へのスナバ回路の接続要否は、雰囲気湿度に応じて判断される。   When the atmospheric humidity of motor generator 20 is equal to or lower than the determination value (when NO is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is not in a high humidity environment, control circuit 30 performs control signal DTS in step S122. Is set to L level, and the snubber circuit 82 is disconnected between the conductive electrodes of the switching element. On the other hand, when the atmospheric humidity of motor generator 20 exceeds the determination value (when YES is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is operating in a high humidity environment, control circuit 30 performs step. In S132, the snubber circuit 82 is connected between the collector and the emitter of the switching element by setting the control signal DTS to the H level. That is, in the switching operation of the inverter 10, whether or not the snubber circuit is connected between the collector and the emitter of the switching element is determined according to the atmospheric humidity.

図１３に示されるように、スナバ回路の非接続時には、図中に実線で示されるように、各スイッチング素子のターンオフ時にスパイク電圧と呼ばれるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅのオーバーシュートが発生する。これにより、コイル巻線への印加電圧の極性反転時における電圧変化量も大きくなる。これに対して、スナバ回路の接続時には、図中に点線で示されるように、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅのオーバーシュートが抑制されて、上記極性反転時における電圧変化量を小さくすることができる。   As shown in FIG. 13, when the snubber circuit is not connected, an overshoot of the collector-emitter voltage Vce called a spike voltage occurs when each switching element is turned off, as shown by a solid line in the figure. Thereby, the amount of voltage change at the time of polarity reversal of the voltage applied to the coil winding is also increased. On the other hand, when the snubber circuit is connected, the overshoot of the collector-emitter voltage Vce is suppressed as shown by the dotted line in the drawing, and the amount of voltage change at the time of polarity inversion can be reduced.

これにより、実施の形態３による電動機駆動システム制御によっても、高湿度時には通常時と比較して、コイル巻線への印加電圧の極性反転時におけるコイル巻線のギャップ部に表面電荷による電界が相対的に弱くなるように、インバータ１０でのスイッチング動作条件を設定することができる。   As a result, even with the motor drive system control according to the third embodiment, the electric field due to the surface charge is relatively relative to the gap portion of the coil winding at the time of polarity reversal of the applied voltage to the coil winding compared to the normal time at high humidity. Therefore, the switching operation condition in the inverter 10 can be set so as to be weakened.

この結果、実施の形態１，２と同様に、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合において、部分放電発生の防止によりコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   As a result, as in the first and second embodiments, when motor generator 20 operates in a high humidity environment, it is possible to prevent the occurrence of interlayer dielectric breakdown between coil windings by preventing the occurrence of partial discharge.

なお、実施の形態３において、図１２のステップＳ１００は本発明の「湿度取得手段」または「湿度取得ステップ」に対応し、ステップＳ１２２およびＳ１３２は、本発明での「スイッチング条件設定手段」または「スイッチング条件設定ステップ」に対応する。特に、ステップＳ１２２は本発明での「第１の設定手段」または「第１の設定ステップ」に対応し、ステップＳ１３２は本発明での「第２の設定手段」または「第２の設定ステップ」に対応する。   In the third embodiment, step S100 in FIG. 12 corresponds to “humidity acquisition means” or “humidity acquisition step” of the present invention, and steps S122 and S132 correspond to “switching condition setting means” or “ This corresponds to the “switching condition setting step”. In particular, step S122 corresponds to “first setting means” or “first setting step” in the present invention, and step S132 corresponds to “second setting means” or “second setting step” in the present invention. Corresponding to

［実施の形態４］
図１４は、本発明の実施の形態４による電動機駆動システム１０３の構成を説明する概略ブロック図である。実施の形態４では、制御回路３０による電動機制御モードの切換によって、高湿度時における部分放電の発生を防止する。なお、実施の形態４による電動機駆動システム１０３は、ハイブリッド車両に搭載されて、モータジェネレータ２０は車両駆動力を発生可能に構成されるものとする。 [Embodiment 4]
FIG. 14 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the electric motor drive system 103 according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, partial discharge at high humidity is prevented by switching the motor control mode by the control circuit 30. In addition, the electric motor drive system 103 according to the fourth embodiment is mounted on a hybrid vehicle, and the motor generator 20 is configured to be able to generate a vehicle driving force.

図１４を参照して、実施の形態４による電動機駆動システム１０３は、図１に示した電動機駆動システム１００からデッドタイム生成回路５０の配置を省略した構成を有する。すなわち、電動機駆動システム１０３は、実施の形態１〜３における通常時／高湿度時でスイッチング動作条件を切換えるための付加的な回路要素（デッドタイム生成回路５０，ドライブ回路６１，スイッチング動作切換回路８０）の配置を省略した、一般的な電動機駆動システム構成を有している。   Referring to FIG. 14, electric motor drive system 103 according to the fourth embodiment has a configuration in which arrangement of dead time generation circuit 50 is omitted from electric motor drive system 100 shown in FIG. 1. In other words, the electric motor drive system 103 includes additional circuit elements (dead time generation circuit 50, drive circuit 61, switching operation switching circuit 80) for switching the switching operation conditions in normal / high humidity in the first to third embodiments. ), A general electric motor drive system configuration is omitted.

そして、実施の形態４に従う電動機駆動システムでは、以下に説明するように、モータジェネレータ２０の制御モードは、その運転条件に応じて選択される。   In the electric motor drive system according to the fourth embodiment, as described below, the control mode of motor generator 20 is selected according to the operating conditions.

図１５を参照して、実施の形態４による電動機駆動システム１０３では、モータ電流のフィードバック制御に基づき出力トルクを制御するモータ電流制御と、矩形波電圧の位相調整により出力トルクを制御する矩形波電圧制御とが選択的に用いられる。   Referring to FIG. 15, in electric motor drive system 103 according to the fourth embodiment, motor current control for controlling output torque based on feedback control of motor current, and rectangular wave voltage for controlling output torque by phase adjustment of rectangular wave voltage. Control is selectively used.

正弦波ＰＷＭ制御モードは、一般的なＰＷＭ制御として用いられるものであり、図１６にも示すように、各相アームにおけるスイッチング素子のオン・オフを、搬送波９０（代表的には三角波）と正弦波状の電圧指令値９５との電圧比較に従って制御する。電圧指令値９５は、トルク指令値に従って設定される電流指令値に実際のモータ電流検出値を一致させるためのフィードバック制御により決定される。   The sine wave PWM control mode is used as a general PWM control. As shown in FIG. 16, the switching element in each phase arm is turned on / off by using a carrier wave 90 (typically a triangular wave) and a sine wave. Control is performed in accordance with a voltage comparison with the wavy voltage command value 95. Voltage command value 95 is determined by feedback control for making the actual motor current detection value coincide with the current command value set according to the torque command value.

この結果、上アーム素子（Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５）のオン期間に対応するハイレベル（＋Ｅ）期間と、下アーム素子（Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６）のオン期間に対応するローレベル（０）期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティ比が制御される。   As a result, a high level (+ E) period corresponding to the on period of the upper arm elements (Q1, Q3, Q5) and a low level (0) period corresponding to the on period of the lower arm elements (Q2, Q4, Q6) The duty ratio is controlled so that the fundamental wave component becomes a sine wave within a certain period.

周知のように、正弦波ＰＷＭ制御モードでは、この基本波成分振幅をインバータ入力電圧の０．６１倍までしか高めることができない。しかしながら、ハイブリッド車両に搭載される電動機駆動システム等の高速域での出力を向上させるために、より変調率の高い領域での制御モードが必要とされる。   As is well known, in the sine wave PWM control mode, the fundamental wave component amplitude can be increased only up to 0.61 times the inverter input voltage. However, in order to improve the output in a high-speed region such as an electric motor drive system mounted on a hybrid vehicle, a control mode in a region with a higher modulation rate is required.

過変調ＰＷＭ制御モードでは、モータ電流のフィードバック制御に基づく上記正弦波ＰＷＭ制御モードと同様のＰＷＭ制御が、搬送波の振幅を縮小するようにを歪ませた上で行なわれる。この結果、基本波成分を歪ませることができ、変調率を０．６１〜０．７８の範囲まで高めることができる。   In the overmodulation PWM control mode, PWM control similar to the sine wave PWM control mode based on the feedback control of the motor current is performed after distorting the carrier wave to reduce the amplitude. As a result, the fundamental wave component can be distorted, and the modulation factor can be increased to a range of 0.61 to 0.78.

さらに、矩形波電圧制御モードでは、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が１：１の矩形波１パルス分をモータジェネレータ２０へ印加する。これにより、変調率は０．７８まで高められる。矩形波電圧制御モードでは、基本波成分の振幅が固定されるため、たとえば、電力演算に従って求められるトルク実績値とトルク指令値との偏差に基づく矩形波電圧の位相制御によってトルク制御が実行される。矩形波電圧制御モードでは、モータ誘起電圧が高くなる高回転域で高出力を得るための弱め界磁制御が実行される。   Further, in the rectangular wave voltage control mode, one pulse of the rectangular wave having a ratio of 1: 1 between the high level period and the low level period is applied to the motor generator 20 within the predetermined period. As a result, the modulation rate is increased to 0.78. In the rectangular wave voltage control mode, since the amplitude of the fundamental wave component is fixed, for example, torque control is executed by phase control of the rectangular wave voltage based on the deviation between the actual torque value obtained according to the power calculation and the torque command value. . In the rectangular wave voltage control mode, field weakening control for obtaining a high output in a high rotation range where the motor induced voltage is high is executed.

図１７のフローチャートを参照して、実施の形態４による電動機駆動システム１０３では、アクセル開度等に基づく車両要求出力よりモータジェネレータ２０のトルク指令値Ｔｑｃｏｍが算出される（ステップＳ４００）のを受けて、制御回路３０は、ステップＳ４１０により、予め設定されたマップ等に基づいて、モータジェネレータ２０のトルク指令値Ｔｑｃｏｍおよび回転数からモータ必要電圧（誘起電圧）を算出する。   Referring to the flowchart of FIG. 17, in electric motor drive system 103 according to the fourth embodiment, torque command value Tqcom of motor generator 20 is calculated from the vehicle request output based on the accelerator opening etc. (step S400). In step S410, control circuit 30 calculates the required motor voltage (induced voltage) from torque command value Tqcom of motor generator 20 and the rotational speed based on a preset map or the like.

さらに、制御回路３０は、モータ必要電圧とインバータ１０への入力電圧との関係に従って、矩形波電圧制御モード（弱め界磁制御）およびモータ電流制御による正弦波ＰＷＭ制御モードまたは過変調ＰＷＭ制御モードのいずれを適用してモータ制御を行なうかを決定する（ステップＳ４２０）。モータ電流制御適用時に、正弦波ＰＷＭ制御モードおよび過変調ＰＷＭ制御モードのいずれを用いるかについては、必要となる変調率範囲に応じて決定される。上記制御フローに従って、モータジェネレータ２０の動作条件に従って、図１５に示した複数の制御モードのうちから適正な制御モードが選択される。   Further, the control circuit 30 performs either a rectangular wave voltage control mode (weak field control), a sine wave PWM control mode by motor current control, or an overmodulation PWM control mode according to the relationship between the required motor voltage and the input voltage to the inverter 10. It is determined whether to apply and control the motor (step S420). Whether to use the sine wave PWM control mode or the overmodulation PWM control mode when applying motor current control is determined according to the required modulation rate range. According to the control flow, an appropriate control mode is selected from the plurality of control modes shown in FIG.

この結果、図１８に示されるように、モータジェネレータ２０の動作領域（回転数／トルク）に応じて制御モードが選択されるようになる。たとえば、低回転数域Ａ１ではトルク変動を小さくするために正弦波ＰＷＭ制御モードが用いられる。一方、出力向上のために、中回転数域Ａ２では過変調ＰＷＭ制御モード、高回転数域Ａ３では、矩形波電圧制御モードが適用される。   As a result, as shown in FIG. 18, the control mode is selected according to the operation region (rotation speed / torque) of motor generator 20. For example, the sine wave PWM control mode is used in the low rotation speed range A1 in order to reduce the torque fluctuation. On the other hand, in order to improve the output, the overmodulation PWM control mode is applied in the middle rotation speed range A2, and the rectangular wave voltage control mode is applied in the high rotation speed range A3.

このような制御モードの選択により、実施の形態４による電動機駆動システム１０３では、各相コイル巻線に矩形波電圧を印加する矩形波電圧制御と、各相におけるスイッチング素子のオン・オフが間欠的に制御されて間欠的なパルス電圧が各相コイル巻線に印加されるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御とが選択的に使用される。   By selecting the control mode as described above, in the motor drive system 103 according to the fourth embodiment, the rectangular wave voltage control for applying the rectangular wave voltage to each phase coil winding and the ON / OFF of the switching element in each phase are intermittent. And pulse width modulation (PWM) control in which an intermittent pulse voltage is applied to each phase coil winding is selectively used.

図１９を参照して、実施の形態４による電動機駆動システム制御では、制御回路３０は、ステップＳ１０５により、モータジェネレータ２０の制御モードとして、矩形波制御モードが選択されているかどうかを判定する。たとえば、図１８の運転領域Ａ１，Ａ２においてステップＳ１０５はＮＯ判定となり、運転領域Ａ３においてステップＳ１０５はＹＥＳ判定となる。   Referring to FIG. 19, in the motor drive system control according to the fourth embodiment, control circuit 30 determines whether or not the rectangular wave control mode is selected as the control mode of motor generator 20 in step S <b> 105. For example, step S105 is NO in operation areas A1, A2 of FIG. 18, and step S105 is YES in operation area A3.

矩形波制御の選択時（ステップＳ１０５のＹＥＳ判定時）において、制御回路３０は、実施の形態１〜３と同様に、ステップＳ１００により湿度センサ２６の出力からモータジェネレータの雰囲気湿度Ｍｈｍを取得し、ステップＳ１１０によりこの雰囲気湿度Ｍｈｍが判定値Ｍｊを超えているかどうかを判定する。   When rectangular wave control is selected (when YES is determined in step S105), the control circuit 30 acquires the atmospheric humidity Mhm of the motor generator from the output of the humidity sensor 26 in step S100, as in the first to third embodiments. In step S110, it is determined whether or not the atmospheric humidity Mhm exceeds the determination value Mj.

そして、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値以下の場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下にない場合には、ステップＳ１２３により、通常制御として、図１７および図１８での制御モード選択に従い、矩形波電圧制御モードによりモータジェネレータ２０を制御する。このとき、図２０（ａ）に示されるように、各相アームにおいて、基本的には（たとえば、必要最小限のデッドタイムを除いて）、上アーム素子（Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５）および下アーム素子（Ｑ２、Ｑ４，Ｑ６）の一方がオンするように、各スイッチング制御信号が設定される。なお、図２０では、代表的にＵ相アームおよびＷ相アームの動作のみが示されているが、Ｗ相アームについても同様にスイッチング制御されている。これにより、モータジェネレータ２０の各相コイル巻線には矩形波電圧が印加されることになる。   When the atmospheric humidity of the motor generator 20 is equal to or lower than the determination value (when NO is determined in step S110), that is, when the motor generator 20 is not in a high humidity environment, the control circuit 30 performs normal control as step S123. In accordance with the control mode selection in FIGS. 17 and 18, the motor generator 20 is controlled in the rectangular wave voltage control mode. At this time, as shown in FIG. 20 (a), in each phase arm, basically, the upper arm elements (Q1, Q3, Q5) and the lower arm Each switching control signal is set so that one of the elements (Q2, Q4, Q6) is turned on. In FIG. 20, only the operations of the U-phase arm and the W-phase arm are representatively shown, but the switching control is similarly performed for the W-phase arm. Thereby, a rectangular wave voltage is applied to each phase coil winding of motor generator 20.

これに対して、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値を超えるとき（ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作している場合には、ステップＳ１３３により、モータジェネレータ２０の制御モードを矩形波制御モードから過変調ＰＷＭモードへ変更する。   On the other hand, when the atmospheric humidity of motor generator 20 exceeds the determination value (when YES is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is operating in a high humidity environment, control circuit 30 performs step. In S133, the control mode of motor generator 20 is changed from the rectangular wave control mode to the overmodulation PWM mode.

また、制御回路３０は、矩形波制御の非選択時（ステップＳ１０５のＮＯ判定時）において、制御回路３０は、制御モード変更を行なうことなく、図１７および図１８での制御モード選択に従う。したがって、この場合には、正弦波ＰＷＭ制御モードまたは過変調ＰＷＭ制御モードが、モータジェネレータ２０の運転領域に応じて選択的に用いられる。   Control circuit 30 follows the control mode selection shown in FIGS. 17 and 18 without changing the control mode when rectangular wave control is not selected (NO in step S105). Therefore, in this case, the sine wave PWM control mode or the overmodulation PWM control mode is selectively used according to the operation region of the motor generator 20.

ステップＳ１３３によって制御モードを過変調ＰＷＭに変更することにより、図２０（ｂ）に示されるように、少なくとも、矩形波電圧の端部領域、すなわち電圧極性反転前のタイミングにおいて、各相アームにて上アーム素子（Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５）および下アーム素子（Ｑ２、Ｑ４，Ｑ６）の両方がオフする期間１５０を設けることができる。これにより、相間電圧が０となる期間１５５も確保される。なお、図２０では代表的にＵ−Ｖ相間電圧Ｖｕｖのみを記載しているが、他の相間電圧についても同様に期間１５５を設けることができる。すなわち、実施の形態４による電動機駆動システム制御では、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合には、接地ライン６および電源ライン７の間に直列接続される上下アーム素子の両方がターンオフされる期間１５０が、通常時（矩形波電圧制御モード選択時）よりも相対的に長くなるように制御モードが選択される。   By changing the control mode to overmodulation PWM in step S133, as shown in FIG. 20 (b), at least at the end region of the rectangular wave voltage, that is, at the timing before voltage polarity inversion, A period 150 during which both the upper arm elements (Q1, Q3, Q5) and the lower arm elements (Q2, Q4, Q6) are off can be provided. As a result, a period 155 in which the interphase voltage is 0 is also secured. In FIG. 20, only the U-V interphase voltage Vuv is representatively described, but the period 155 can be similarly provided for other interphase voltages. That is, in the motor drive system control according to the fourth embodiment, when the motor generator 20 operates in a high humidity environment, both the upper and lower arm elements connected in series between the ground line 6 and the power supply line 7 are turned off. The control mode is selected such that the period 150 is relatively longer than normal (when the rectangular wave voltage control mode is selected).

上記の期間１５０，１５５では、電源ライン７と接続されることによりコイル巻線に誘起された表面電荷を一旦拡散させることができる。これにより、各相コイル巻線への印加電圧の極性反転を迎える時点におけるコイル巻線の表面電荷を、矩形波電圧制御モードの適用時と比較して相対的に減少させることができる。この結果、コイル巻線のギャップに残存する表面電荷により生じる電界についても相対的に弱めることができる。   In the above-described periods 150 and 155, the surface charge induced in the coil winding by being connected to the power supply line 7 can be once diffused. Thereby, the surface charge of the coil winding at the time when the polarity reversal of the applied voltage to each phase coil winding is reached can be relatively reduced as compared with the application of the rectangular wave voltage control mode. As a result, the electric field generated by the surface charge remaining in the gap of the coil winding can be relatively weakened.

したがって、実施の形態４による電動機駆動システム制御によっても、高湿度時には、コイル巻線への印加電圧の極性反転時におけるコイル巻線のギャップ部に表面電荷による電界が通常時と比較して相対的に弱くなるように、インバータ１０でのスイッチング動作条件を設定することができる。この結果、実施の形態１〜３と同様に、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合において、部分放電発生の防止によりコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   Therefore, even with the motor drive system control according to the fourth embodiment, when the humidity is high, the electric field due to the surface charge is relatively higher in the gap portion of the coil winding when the polarity of the applied voltage to the coil winding is reversed than in the normal case. The switching operation condition in the inverter 10 can be set so as to be weak. As a result, as in the first to third embodiments, when motor generator 20 operates in a high humidity environment, it is possible to prevent the occurrence of interlayer dielectric breakdown between coil windings by preventing the occurrence of partial discharge.

なお、実施の形態４において、図１９のステップＳ１００は本発明の「湿度取得手段」または「湿度取得ステップ」に対応し、ステップＳ１２３およびＳ１３３は、本発明での「スイッチング条件設定手段」または「スイッチング条件設定ステップ」に対応する。   In the fourth embodiment, step S100 in FIG. 19 corresponds to “humidity acquisition means” or “humidity acquisition step” of the present invention, and steps S123 and S133 correspond to “switching condition setting means” or “ This corresponds to the “switching condition setting step”.

［実施の形態５］
図２１は、本発明の実施の形態５による電動機駆動システム１０４の構成を示すブロック図である。 [Embodiment 5]
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an electric motor drive system 104 according to the fifth embodiment of the present invention.

図２１および図１４の比較から理解されるように、実施の形態５による電動機駆動システム１０４は、図１４に示す電動機駆動システム１０３と比較して、通常のインバータ１０に代えて、インバータ１０♯を備える点で異なる。さらに、インバータ１０♯の入力側において、接地ライン６および電源ライン７の間には、中間電圧ノード８を介して平滑コンデンサＣａおよびＣｂが直列接続される。これにより中間電圧ノード８には、Ｅ／２の電圧が発生される。電動機駆動システム１０４のその他の部分の構成は図１４に示した電動機駆動システム１０３と同様であるので詳細な説明は繰返さない。   As can be understood from the comparison between FIG. 21 and FIG. 14, the motor drive system 104 according to the fifth embodiment is different from the motor drive system 103 shown in FIG. 14 in that an inverter 10 # is used instead of the normal inverter 10. It differs in the point to prepare. Further, smoothing capacitors Ca and Cb are connected in series between ground line 6 and power supply line 7 via intermediate voltage node 8 on the input side of inverter 10 #. As a result, a voltage of E / 2 is generated at intermediate voltage node 8. Since the configuration of other parts of motor drive system 104 is similar to that of motor drive system 103 shown in FIG. 14, detailed description will not be repeated.

図１４を参照して、インバータ１０♯のＵ相アーム１５♯、Ｖ相アーム１６♯およびＷ相アーム１７♯の各々において、上アームおよび下アームは、直列接続された複数（２個）のスイッチング素子から構成される。たとえば、Ｕ相の上アームは、直列接続されたスイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂにより構成される。同様に、Ｕ相の下アームは、直列接続されたスイッチング素子Ｑ２ａおよびＱ２ｂにより構成される。Ｖ相アーム１６♯およびＷ相アーム１７♯についても、Ｕ相アーム１５♯と同様に構成され、インバータ１０♯は、スイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂ〜Ｑ６ａ，Ｑ６ｂと、それぞれのスイッチング素子に対応して設けられた逆並列ダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ〜Ｄ６ａ，Ｄ６ｂとから構成される。   Referring to FIG. 14, in each of U-phase arm 15 #, V-phase arm 16 # and W-phase arm 17 # of inverter 10 #, the upper arm and the lower arm have a plurality of (two) switching units connected in series. It is composed of elements. For example, the upper arm of the U phase is configured by switching elements Q1a and Q1b connected in series. Similarly, the lower arm of the U phase is configured by switching elements Q2a and Q2b connected in series. V-phase arm 16 # and W-phase arm 17 # are also configured in the same manner as U-phase arm 15 #, and inverter 10 # is provided corresponding to switching elements Q1a, Q1b to Q6a, Q6b and the respective switching elements. Anti-parallel diodes D1a, D1b to D6a, D6b.

さらに、各相の上アームにおけるスイッチング素子間の接続ノードは、クランプダイオードＤｕ１，Ｄｖ３，Ｄｗ５を介して中間電圧ノード８と接続される。同様に、各相の下アームのスイッチング素子間の接続ノードは、クランプダイオードＤｕ２，Ｄｖ４，Ｄｗ６をそれぞれ介して中間電圧ノード８と接続される。   Furthermore, the connection node between the switching elements in the upper arm of each phase is connected to the intermediate voltage node 8 via the clamp diodes Du1, Dv3, Dw5. Similarly, the connection node between the switching elements of the lower arm of each phase is connected to the intermediate voltage node 8 via the clamp diodes Du2, Dv4, Dw6, respectively.

インバータ１０♯は、各上下アームを構成する複数（２個）のスイッチング素子を独立にオン・オフ制御することにより、図２３（ｂ）に示すように、各相コイル巻線に印加可能な電圧レベルが０、Ｅ／２およびＥの３レベルとなる、いわゆる３レベルインバータとしての動作（以下、２レベル動作モード）が可能である。   Inverter 10 # independently controls on / off of a plurality (two) of switching elements constituting the upper and lower arms, so that a voltage that can be applied to each phase coil winding as shown in FIG. An operation as a so-called three-level inverter (hereinafter referred to as a two-level operation mode) in which the level becomes three levels of 0, E / 2 and E is possible.

これに対して、図２３（ａ）に示すように、各上下アームを構成する複数（２個）のスイッチング素子を独立にオン・オフ制御する場合には、各相コイル巻線に印加可能な電圧レベルが０およびＥの２レベルとなる、通常のインバータ動作（以下、２レベル動作モード）を実行することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 23 (a), when a plurality of (two) switching elements constituting each upper and lower arm are independently controlled to be turned on / off, they can be applied to each phase coil winding. A normal inverter operation (hereinafter referred to as a two-level operation mode) in which the voltage level becomes two levels of 0 and E can be executed.

本発明の実施の形態５による電動機駆動システムでは、湿度センサ２６によって検出された雰囲気湿度Ｍｈｍに応じて、各相コイル巻線に印加可能な電圧レベル数に係る動作モード（２レベル動作モードおよび３レベル動作モード）を可変設定する。   In the motor drive system according to the fifth embodiment of the present invention, the operation mode (two-level operation mode and three-level operation mode) related to the number of voltage levels that can be applied to each phase coil winding according to the atmospheric humidity Mhm detected by the humidity sensor 26. Level operation mode) is variably set.

図２２は、実施の形態５による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。   FIG. 22 is a flowchart illustrating motor drive system control according to the fifth embodiment.

図２２を参照して、実施の形態５による電動機駆動システム制御では、制御回路３０は、実施の形態１〜４と同様に、ステップＳ１００により湿度センサ２６の出力からモータジェネレータの雰囲気湿度Ｍｈｍを取得し、ステップＳ１１０によりこの雰囲気湿度Ｍｈｍが判定値Ｍｊを超えているかどうかを判定する。   Referring to FIG. 22, in the electric motor drive system control according to the fifth embodiment, control circuit 30 obtains the atmospheric humidity Mhm of the motor generator from the output of humidity sensor 26 in step S100, as in the first to fourth embodiments. In step S110, it is determined whether or not the atmospheric humidity Mhm exceeds the determination value Mj.

そして、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値以下の場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下にない場合には、ステップＳ１２５により、インバータ１０♯を通常の２レベル動作モードで制御する。   When the atmospheric humidity of motor generator 20 is equal to or lower than the determination value (when NO is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is not in a high humidity environment, control circuit 30 performs inverter 10 # in step S125. Are controlled in a normal two-level operation mode.

図２３（ａ）に示されるように、２レベル動作モードでは、各相において上アームおよび下アームを各々構成する複数個（２個）のスイッチング素子は、共通にオン・オフされる。図２３には、代表的にＵ相およびＶ相の上下アームを構成するスイッチング素子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ〜Ｓ４ａ，Ｓ４ｂの動作波形が示されるが、スイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂをオン・オフ制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは共通に設定される。同様に、下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２ａ，Ｑ２ｂに対応するスイッチング制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂについても共通に設定される。Ｕ相アームおよびＷ相アームにおいても、スイッチング制御信号は同様に設定されるため、モータジェネレータ２０の各相コイル巻線への印加電圧は、実施の形態１におけるデッドタイムの通常設定時と同様となる。   As shown in FIG. 23A, in the two-level operation mode, a plurality (two) of switching elements that respectively constitute the upper arm and the lower arm in each phase are turned on / off in common. FIG. 23 shows the operation waveforms of the switching elements S1a, S1b to S4a, S4b that typically constitute the upper and lower arms of the U phase and V phase. Switching for controlling on / off of the switching elements Q1a, Q1b is shown. The control signals S1a and S1b are set in common. Similarly, the switching control signals S2a and S2b corresponding to the switching elements Q2a and Q2b constituting the lower arm are also set in common. Since the switching control signal is set similarly in the U-phase arm and the W-phase arm, the voltage applied to each phase coil winding of motor generator 20 is the same as in the normal setting of the dead time in the first embodiment. Become.

再び図２２を参照して、制御回路３０は、モータジェネレータ２０の雰囲気湿度が判定値を超えるとき（ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時）、すなわちモータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作している場合には、ステップＳ１３５により、インバータ１０♯を３レベル動作モードで制御する。   Referring to FIG. 22 again, control circuit 30 determines that the atmospheric humidity of motor generator 20 exceeds the determination value (when YES is determined in step S110), that is, when motor generator 20 is operating in a high humidity environment. Controls inverter 10 # in the three-level operation mode in step S135.

図２３（ｂ）に示されるように、３レベル動作モードでは、各相の上アームおよび下アームにおいて、複数個のスイッチング素子は独立にオン・オフ制御される。たとえば、Ｕ相の上アームでは、スイッチング素子Ｑ１ｂのオン期間の一部においてスイッチング素子Ｑ１ａがオンするように、すなわち、中間電圧ノード８がＵ相コイル巻線２１Ｕと接続されるスイッチング素子Ｑ１ｂのみのオン期間が設けられるように、スイッチング制御信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが設定される。同様に、Ｕ相の下アームでは、スイッチング素子Ｑ２ａのオン期間の一部においてスイッチング素子Ｑ２ｂがオンするように、すなわち、中間電圧ノード８がＵ相コイル巻線２１Ｕと接続されるスイッチング素子Ｑ２ａのみのオン期間が設けられるように、スイッチング制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが設定される。Ｕ相アーム１６♯および図示を省略したＶ相アーム１７♯についても、スイッチング制御信号は同様に設定される。   As shown in FIG. 23B, in the three-level operation mode, the plurality of switching elements are independently turned on / off in the upper arm and the lower arm of each phase. For example, in the U-phase upper arm, only switching element Q1b in which intermediate voltage node 8 is connected to U-phase coil winding 21U is set so that switching element Q1a is turned on during a part of the on-period of switching element Q1b. Switching control signals S1a and S1b are set so that an on period is provided. Similarly, only the switching element Q2a in which the intermediate voltage node 8 is connected to the U-phase coil winding 21U so that the switching element Q2b is turned on in a part of the ON period of the switching element Q2a in the lower arm of the U phase. The switching control signals S2a and S2b are set so as to provide an ON period. Switching control signals are similarly set for U-phase arm 16 # and V-phase arm 17 # (not shown).

これにより、各相コイル巻線への印加電圧は、０（ＧＮＤ），Ｅ／２，２の３レベルをとるようになる。この結果、相間電圧（図２３ではＵ−Ｖ相間電圧Ｖｕｖを代表的に例示）についても、正電圧期間において０（ＧＮＤ），Ｅ／２，２の３レベルをとるようになり、負電圧期間において０，−Ｅ／２，−Ｅの３レベルをとるようになる。   As a result, the voltage applied to each phase coil winding takes three levels of 0 (GND), E / 2, and 2. As a result, the phase voltage (U-V phase voltage Vuv is representatively illustrated in FIG. 23) also takes three levels of 0 (GND), E / 2, and 2 in the positive voltage period, and the negative voltage period 3 takes 0, -E / 2, and -E.

これにより、各相コイル巻線への印加電圧および相間電圧の極性反転における電圧振幅が小さくなることから、上記極性反転を迎える時点におけるコイル巻線の表面電荷を、２レベル動作モード時と比較して相対的に減少させることができる。この結果、コイル巻線のギャップに残存する表面電荷により生じる電界についても相対的に弱めることができる。   As a result, the voltage amplitude in the polarity reversal of the voltage applied to each phase coil winding and the voltage between the phases is reduced. Can be relatively reduced. As a result, the electric field generated by the surface charge remaining in the gap of the coil winding can be relatively weakened.

したがって、実施の形態５による電動機駆動システム制御によっても、３レベル動作モードを選択する高湿度時には、通常時（２レベル動作モード時）と比較して、コイル巻線への印加電圧の極性反転時におけるコイル巻線のギャップ部に表面電荷による電界が相対的に弱くなるように、インバータ１０でのスイッチング動作条件を設定することができる。   Therefore, even when the motor drive system control according to the fifth embodiment is used, the polarity of the voltage applied to the coil winding is reversed at high humidity when the three-level operation mode is selected as compared with the normal time (in the two-level operation mode). The switching operation condition in the inverter 10 can be set so that the electric field due to the surface charge becomes relatively weak in the gap portion of the coil winding.

この結果、実施の形態１〜４と同様に、モータジェネレータ２０が高湿度環境下で動作する場合において、部分放電発生の防止によりコイル巻線間の層間絶縁破壊の発生を防止することができる。   As a result, as in Embodiments 1 to 4, when motor generator 20 operates in a high humidity environment, it is possible to prevent the occurrence of interlayer dielectric breakdown between coil windings by preventing the occurrence of partial discharge.

なお、実施の形態５において、図２２のステップＳ１００は本発明の「湿度取得手段」または「湿度取得ステップ」に対応し、ステップＳ１２５およびＳ１３５は、本発明での「スイッチング条件設定手段」または「スイッチング条件設定ステップ」に対応する。特に、ステップＳ１２５は本発明での「第１の設定手段」または「第１の設定ステップ」に対応し、ステップＳ１３５は本発明での「第２の設定手段」または「第２の設定ステップ」に対応する。   In the fifth embodiment, step S100 in FIG. 22 corresponds to “humidity acquisition means” or “humidity acquisition step” of the present invention, and steps S125 and S135 correspond to “switching condition setting means” or “ This corresponds to the “switching condition setting step”. In particular, step S125 corresponds to “first setting means” or “first setting step” in the present invention, and step S135 corresponds to “second setting means” or “second setting step” in the present invention. Corresponding to.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態１による電動機駆動システムの構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the electric motor drive system by Embodiment 1 of this invention. 図１に示した遅延回路の構成例を説明する回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a delay circuit illustrated in FIG. 1. 実施の形態１による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating electric motor drive system control according to the first embodiment. 実施の形態１による電動機駆動システム制御によるインバータの動作波形図である。FIG. 4 is an operation waveform diagram of an inverter by electric motor drive system control according to the first embodiment. コイル巻線の層間絶縁破壊に繋がる部分放電の発生について説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining generation | occurrence | production of the partial discharge which leads to the interlayer dielectric breakdown of a coil winding. 本発明の実施の形態２による電動機駆動システムの構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the electric motor drive system by Embodiment 2 of this invention. 実施の形態２による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating motor drive system control according to a second embodiment. ゲート抵抗がスイッチング素子のオン・オフ動作に与える影響を説明する電圧波形図である。It is a voltage waveform diagram explaining the influence which gate resistance exerts on the on / off operation of the switching element. ゲート抵抗とスイッチング素子のオン・オフ時における電圧変化（ｄＶ／ｄｔ）を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the voltage change (dV / dt) at the time of ON / OFF of a gate resistance and a switching element. 本発明の実施の形態３による電動機駆動システムの構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the electric motor drive system by Embodiment 3 of this invention. 実施の形態３によるスイッチング動作切換回路の構成を説明する回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching operation switching circuit according to a third embodiment. 実施の形態３による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating electric motor drive system control according to a third embodiment. スナバ回路がスイッチング素子のオン・オフ動作に与える影響を説明する電圧波形図である。It is a voltage waveform diagram explaining the influence which a snubber circuit has on the on / off operation of a switching element. 本発明の実施の形態４による電動機駆動システムの構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the electric motor drive system by Embodiment 4 of this invention. 実施の形態４による電動機駆動システムにおいて選択的に用いられる制御モードを説明する図である。It is a figure explaining the control mode selectively used in the electric motor drive system by Embodiment 4. FIG. パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining pulse width modulation (PWM) control. 実施の形態４による電動機駆動システムにおける制御モード選択を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating control mode selection in the electric motor drive system according to the fourth embodiment. 実施の形態４による電動機駆動システムにおける電動機動作条件と制御モード選択との対応を説明する概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating correspondence between electric motor operating conditions and control mode selection in an electric motor drive system according to a fourth embodiment. 実施の形態４による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating motor drive system control according to a fourth embodiment. 実施の形態４による電動機駆動システム制御によるインバータの動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of an inverter by electric motor drive system control according to a fourth embodiment. 本発明の実施の形態５による電動機駆動システムの構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the electric motor drive system by Embodiment 5 of this invention. 実施の形態５による電動機駆動システム制御を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating motor drive system control according to a fifth embodiment. 実施の形態５による電動機駆動システム制御によるインバータの動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of an inverter by electric motor drive system control according to a fifth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

５ 直流電源、６ 接地ライン、７ 電源ライン、８ 中間電圧ノード、１０，１０♯ インバータ、１５，１５♯ Ｕ相アーム、１６，１６♯ Ｖ相アーム、１７，１７♯ Ｗ相アーム、２０ モータジェネレータ（電動機）、２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ コイル巻線、２２ 中性点、２４ 電流センサ、２５ 回転角センサ、２６ 湿度センサ、３０ 制御回路、５０ デッドタイム生成回路、５１ ＡＮＤ回路、５２ 遅延回路、５４ 可変抵抗、５６ 可変容量キャパシタ、６０，６１ ドライブ回路、６２ 可変抵抗（ゲート抵抗）、７０，７２ 導線、７１，７３ 絶縁膜、７５ 誘起電荷（コイル巻線表面）、８０ スイッチング動作切換回路、８１ スイッチ素子、８２ スナバ回路、９０ 搬送波、９５ 電圧指令値、１００，１０１，１０２，１０３，１０４ 電動機駆動システム、Ｃ０，Ｃａ，Ｃｂ 平滑コンデンサ、Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ、Ｄ１〜Ｄ６、Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ〜Ｄ６ａ，Ｄ６ｂ 逆並列ダイオード、ＤＴＳ 制御信号、Ｄｕ１，Ｄｕ２，Ｄｖ３，Ｄｖ４，Ｄｗ５，Ｄｗ６ クランプダイオード、ＭＣＲＴ モータ電流、Ｍｈｍ 雰囲気湿度、Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１ａ，Ｑ１ｂ〜Ｑ６ａ，Ｑ６ｂ 電力用半導体素子（スイッチング素子）、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗素子、Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ〜Ｓ６ａ，Ｓ６ｂ スイッチング制御信号、Ｓ１ｄ〜Ｓ６ｄ スイッチング制御信号（デッドタイム付加後）、ＳＷ１，ＳＷ１♯，ＳＷ２，ＳＷ２♯ スイッチ素子、Ｔｑｃｏｍ トルク指令値、Ｖｇｐ，Ｖｇｐ♯ ギャップ電圧、θ ロータ回転角。   5 DC power supply, 6 ground line, 7 power supply line, 8 intermediate voltage node, 10, 10 # inverter, 15, 15 # U-phase arm, 16, 16 # V-phase arm, 17, 17 # W-phase arm, 20 motor generator (Motor), 21U, 21V, 21W coil winding, 22 neutral point, 24 current sensor, 25 rotation angle sensor, 26 humidity sensor, 30 control circuit, 50 dead time generation circuit, 51 AND circuit, 52 delay circuit, 54 Variable resistor, 56 Variable capacitor, 60, 61 Drive circuit, 62 Variable resistor (gate resistance), 70, 72 Conductor, 71, 73 Insulating film, 75 Induced charge (coil winding surface), 80 Switching operation switching circuit, 81 Switch element, 82 snubber circuit, 90 carrier wave, 95 voltage command value, 100, 101, 102, 03,104 Motor drive system, C0, Ca, Cb smoothing capacitor, C1, C2 capacitor, D1-D6, D1a, D1b-D6a, D6b Anti-parallel diode, DTS control signal, Du1, Du2, Dv3, Dv4, Dw5, Dw6 Clamp diode, MCRT motor current, Mhm ambient humidity, Q1 to Q6, Q1a, Q1b to Q6a, Q6b Power semiconductor element (switching element), R1, R2 resistance element, S1 to S6, S1a, S1b to S6a, S6b Switching control Signal, S1d to S6d Switching control signal (after adding dead time), SW1, SW1 #, SW2, SW2 # switch element, Tqcom torque command value, Vgp, Vgp # gap voltage, θ rotor rotation angle.

Claims (12)

電力用半導体素子のスイッチング動作によって交流電圧を発生するインバータと、前記インバータからの交流電圧が印加されるコイル巻線を有する電動機とを備えた電動機駆動システムの制御装置であって、
前記電動機の雰囲気湿度を取得する湿度取得手段と、
前記湿度取得手段により取得された前記雰囲気湿度に応じて、前記電力用半導体素子のスイッチング動作条件を可変設定するスイッチング条件設定手段とを備え、
前記スイッチング条件設定手段は、前記雰囲気湿度が所定値を超えるときには、前記雰囲気湿度が所定値以下のときに適用される第１のスイッチング動作条件とは異なる第２のスイッチング動作条件を設定し、
前記第２のスイッチング動作条件は、前記第１のスイッチング動作条件と比較して、前記交流電圧の極性反転時における前記コイル巻線の空隙部に表面電荷により生じる電界が相対的に弱くなるように設定される、電動機駆動システムの制御装置。 A control device for an electric motor drive system comprising an inverter that generates an alternating voltage by a switching operation of a power semiconductor element, and an electric motor having a coil winding to which the alternating voltage from the inverter is applied,
Humidity acquisition means for acquiring the atmospheric humidity of the electric motor;
Switching condition setting means for variably setting the switching operation condition of the power semiconductor element according to the atmospheric humidity acquired by the humidity acquisition means,
The switching condition setting means sets a second switching operation condition different from the first switching operation condition applied when the atmospheric humidity is equal to or lower than a predetermined value when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value;
Compared with the first switching operation condition, the second switching operation condition is such that an electric field generated by a surface charge in the gap portion of the coil winding at the time of polarity reversal of the AC voltage is relatively weak. setting the constant, the controller of the motor drive system. 前記スイッチング動作条件は、前記インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる短絡防止期間の長さであり、
前記スイッチング条件設定手段は、高湿度時に前記短絡防止期間を相対的に長く設定する、請求項１記載の電動機駆動システムの制御装置。 The switching operation condition is a length of a short-circuit prevention period in which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off in the switching operation of the inverter,
The motor drive system control device according to claim 1, wherein the switching condition setting unit sets the short-circuit prevention period relatively long at high humidity. 前記スイッチング動作条件は、各前記電力用半導体素子の制御電極に駆動制御信号を伝達する経路の遅延インピーダンスであり、
前記スイッチング条件設定手段は、高湿度時に前記遅延インピーダンスを相対的に高く設定する、請求項１記載の電動機駆動システムの制御装置。 The switching operation condition is a delay impedance of a path for transmitting a drive control signal to the control electrode of each power semiconductor element,
The motor drive system control device according to claim 1, wherein the switching condition setting unit sets the delay impedance to be relatively high when the humidity is high. 前記スイッチング動作条件は、各前記電力用半導体の導通電極間に設けられたスナバ回路の接続要否であり、
前記スイッチング条件設定手段は、
前記雰囲気湿度が前記所定値以下のときに前記導通電極間に前記スナバ回路を非接続とする第１の設定手段と、
前記雰囲気湿度が前記所定値を超えるときに前記導通電極間に前記スナバ回路を接続する第２の設定手段とを含む、請求項１記載の電動機駆動システムの制御装置。 The switching operation condition is whether or not a snubber circuit provided between conductive electrodes of the power semiconductors is connected,
The switching condition setting means includes
A first setting means the atmosphere humidity of the non-connecting the snubber circuit between the conducting electrode when equal to or less than the predetermined value,
And a second setting means for connecting said snubber circuit between the conducting electrode when the ambient humidity is greater than the predetermined value, the control unit of the motor drive system of claim 1, wherein. 前記スイッチング動作条件は、前記電動機の制御モードであり、
前記スイッチング条件設定手段は、高湿度時に、前記インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる期間が相対的に長くなるような制御モードを選択する、請求項１記載の電動機駆動システムの制御装置。 The switching operation condition is a control mode of the electric motor,
In the switching operation of the inverter, the switching condition setting means performs control so that a period in which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off is relatively long in the switching operation of the inverter. The motor drive system control device according to claim 1, wherein the mode is selected. 前記インバータは、前記交流電圧の発生時にコイル巻線に印加される電圧レベル数を可変設定可能に構成され、
前記スイッチング条件設定手段は、
前記雰囲気湿度が前記所定値以下のときに、前記電圧レベル数が第１の数となるように前記インバータの動作モードを決定する第１の設定手段と、
前記雰囲気湿度が前記所定値を超えるときに、前記電圧レベル数が前記第１の数よりも大きい第２の数となるように前記インバータの動作モードを決定する第２の設定手段とを含む、請求項１記載の電動機駆動システムの制御装置。 The inverter is configured to be capable of variably setting the number of voltage levels applied to the coil winding when the AC voltage is generated,
The switching condition setting means includes
When the atmospheric humidity is less than the predetermined value, the first setting means for said number of voltage level determines the operation mode of the inverter such that the first number,
When the ambient humidity is greater than the predetermined value, and a second setting means for said number of voltage level determines the operation mode of the inverter such that the second number is greater than said first number, The motor drive system control device according to claim 1. 電力用半導体素子のスイッチング動作によって交流電圧を発生するインバータと、前記インバータからの交流電圧が印加されるコイル巻線を有する電動機とを備えた電動機駆動システムの制御方法であって、
前記電動機の雰囲気湿度を取得する湿度取得ステップと、
前記湿度取得ステップにより取得された前記雰囲気湿度に応じて、前記電力用半導体素子のスイッチング動作条件を可変設定するスイッチング条件設定ステップとを備え、
前記スイッチング条件設定ステップは、前記雰囲気湿度が所定値を超えるときには、前記雰囲気湿度が所定値以下のときに適用される第１のスイッチング動作条件とは異なる第２のスイッチング動作条件を設定し、
前記第２のスイッチング動作条件は、前記第１のスイッチング動作条件と比較して、前記交流電圧の極性反転時における前記コイル巻線の空隙部に表面電荷により生じる電界が相対的に弱くなるように設定される、電動機駆動システムの制御方法。 A control method for an electric motor drive system comprising an inverter that generates an alternating voltage by a switching operation of a power semiconductor element, and an electric motor having a coil winding to which the alternating voltage from the inverter is applied,
A humidity obtaining step for obtaining the atmospheric humidity of the electric motor;
A switching condition setting step for variably setting a switching operation condition of the power semiconductor element according to the atmospheric humidity acquired by the humidity acquisition step,
The switching condition setting step sets a second switching operation condition different from the first switching operation condition applied when the atmospheric humidity is equal to or lower than a predetermined value when the atmospheric humidity exceeds a predetermined value;
Compared with the first switching operation condition, the second switching operation condition is such that an electric field generated by a surface charge in the gap portion of the coil winding at the time of polarity reversal of the AC voltage is relatively weak. setting the constant, a control method of the motor drive system. 前記スイッチング動作条件は、前記インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる短絡防止期間の長さであり、
前記スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に前記短絡防止期間を相対的に長く設定する、請求項７記載の電動機駆動システムの制御方法。 The switching operation condition is a length of a short-circuit prevention period in which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off in the switching operation of the inverter,
8. The method for controlling an electric motor drive system according to claim 7, wherein the switching condition setting step sets the short-circuit prevention period relatively long at high humidity. 前記スイッチング動作条件は、各前記電力用半導体素子の制御電極に駆動制御信号を伝達する経路の遅延インピーダンスであり、
前記スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に前記遅延インピーダンスを相対的に高く設定する、請求項７記載の電動機駆動システムの制御方法。 The switching operation condition is a delay impedance of a path for transmitting a drive control signal to the control electrode of each power semiconductor element,
The method for controlling an electric motor drive system according to claim 7, wherein the switching condition setting step sets the delay impedance relatively high at high humidity. 前記スイッチング動作条件は、各前記電力用半導体の導通電極間に設けられたスナバ回路の接続要否であり、
前記スイッチング条件設定ステップは、
前記雰囲気湿度が前記所定値以下のときに前記導通電極間に前記スナバ回路を非接続とする第１の設定ステップと、
前記雰囲気湿度が前記所定値を超えるときに前記導通電極間に前記スナバ回路を接続する第２の設定ステップとを含む、請求項７記載の電動機駆動システムの制御方法。 The switching operation condition is whether or not a snubber circuit provided between conductive electrodes of the power semiconductors is connected,
The switching condition setting step includes:
A first setting step the atmosphere humidity of the non-connecting the snubber circuit between the conducting electrode when equal to or less than the predetermined value,
The atmosphere humidity and a second setting step for connecting the snubber circuit between the conducting electrode when exceeding the predetermined value, the control method of the motor drive system of claim 7, wherein. 前記スイッチング動作条件は、前記電動機の制御モードであり、
前記スイッチング条件設定ステップは、高湿度時に、前記インバータのスイッチング動作において、直流電圧供給線間に互いに直列に接続される電力用半導体素子の全てがターンオフされる期間が相対的に長くなるような制御モードを選択する、請求項７記載の電動機駆動システムの制御方法。 The switching operation condition is a control mode of the electric motor,
The switching condition setting step is a control in which the period during which all of the power semiconductor elements connected in series between the DC voltage supply lines are turned off is relatively long in the switching operation of the inverter at high humidity. The method for controlling an electric motor drive system according to claim 7, wherein a mode is selected. 前記インバータは、前記交流電圧の発生時にコイル巻線に印加される電圧レベル数を可変設定可能に構成され、
前記スイッチング条件設定ステップは、
前記雰囲気湿度が前記所定値以下のときに、前記電圧レベル数が第１の数となるように前記インバータの動作モードを決定する第１の設定ステップと、
前記雰囲気湿度が前記所定値を超えるときに、前記電圧レベル数が前記第１の数よりも大きい第２の数となるように前記インバータの動作モードを決定する第２の設定ステップとを含む、請求項７記載の電動機駆動システムの制御方法。 The inverter is configured to be capable of variably setting the number of voltage levels applied to the coil winding when the AC voltage is generated,
The switching condition setting step includes:
When the atmospheric humidity is less than the predetermined value, the first setting step number said voltage level determines the operation mode of the inverter such that the first number,
When the ambient humidity is greater than the predetermined value, and a second setting step for said number of voltage level determines the operation mode of the inverter such that the second number is greater than said first number, The method for controlling an electric motor drive system according to claim 7.
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