JP6759830B2 - Power converter - Google Patents

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Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、コンデンサを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device including a capacitor.

従来、コンデンサを備える電力変換装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a power conversion device including a capacitor is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1に記載の電力変換装置は、コンデンサ(電解コンデンサ)と、負荷(モータ)を駆動する半導体素子部(インバータ回路)と、半導体素子部に含まれる半導体素子の駆動を制御する制御手段と、コンデンサの温度を検出する温度センサ(温度検出手段)と、を備える。ここで、コンデンサは、低温環境下において、抵抗値(等価直列抵抗値)が上昇する傾向がある。このため、コンデンサの温度が低いとコンデンサに高電圧がかかりやすくなり、コンデンサ自身や並列に接続されている半導体素子の破壊につながるおそれが生じる。そこで、制御手段は、温度センサによって検出されたコンデンサの温度が予め定められた目標温度よりも低い場合に、負荷の通常駆動開始前に、リップル電圧が許容値内となるように制限された電流を負荷に流すように制御を行う。制限された電流を負荷に流している間に、コンデンサの温度は目標温度まで上昇する。 The power conversion device described in Patent Document 1 is a control means for controlling the drive of a capacitor (electrolytic capacitor), a semiconductor element unit (inverter circuit) for driving a load (motor), and a semiconductor element included in the semiconductor element unit. And a temperature sensor (temperature detecting means) for detecting the temperature of the capacitor. Here, the resistance value (equivalent series resistance value) of the capacitor tends to increase in a low temperature environment. Therefore, if the temperature of the capacitor is low, a high voltage is likely to be applied to the capacitor, which may lead to destruction of the capacitor itself or semiconductor elements connected in parallel. Therefore, when the temperature of the capacitor detected by the temperature sensor is lower than the predetermined target temperature, the control means limits the current so that the ripple voltage is within the allowable value before the normal drive of the load is started. Is controlled so that it flows to the load. The temperature of the capacitor rises to the target temperature while passing a limited current through the load.

特開2012−222925号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-22925

しかしながら、上記特許文献1に記載の電力変換装置では、負荷(モータ)に流れる電流値が制限されている場合でも、短絡などの要因で制御された電流値以上の電流が負荷に流れた場合においては、コンデンサ(電解コンデンサ)に高電圧がかかるという問題点がある。 However, in the power conversion device described in Patent Document 1, even when the current value flowing through the load (motor) is limited, when a current exceeding the current value controlled by a factor such as a short circuit flows through the load. Has a problem that a high voltage is applied to the capacitor (electrolytic capacitor).

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、低温環境下において、コンデンサに高電圧がかかるのを抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is a power conversion device capable of suppressing a high voltage applied to a capacitor in a low temperature environment. Is to provide.

この発明の一の局面による電力変換装置は、平滑用のコンデンサと、コンデンサに並列に接続されている、直流電流を交流電流に変換する半導体素子部と、半導体素子部から負荷に流れる電流値が過電流検出値以上になったか否かを検出する過電流検出部と、を備え、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が第1の温度よりも低い場合において、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が低くなるほど、過電流検出値を小さくするように構成されている。 In the power conversion device according to one aspect of the present invention, a capacitor for smoothing, a semiconductor element unit that is connected in parallel to the capacitor and converts a DC current into an AC current, and a current value flowing from the semiconductor element unit to the load are used. It is equipped with an overcurrent detector that detects whether or not the value has exceeded the overcurrent detection value, and when the temperature of the capacitor or the temperature near the capacitor is lower than the first temperature, the temperature of the capacitor or the vicinity of the capacitor is provided. It is configured so that the lower the temperature, the smaller the overcurrent detection value.

この発明の一の局面による電力変換装置では、コンデンサの抵抗値(等価直列抵抗値)が大きくなる低温環境下において過電流検出値が小さくなるので、過大な電流が流れることを抑制することができるとともに、コンデンサに高電圧がかかるのを抑制することができる。また、低温環境下において、特許文献1のように負荷に流れる電流値を一定以下に制限する場合や、過電流検出値をコンデンサの最低動作保証温度における過電流検出値に固定する(過電流検出値を最小値に固定する)場合に比べて、より大きい電流を流すことができる。その結果、負荷の動作開始直後においてもスムーズに負荷を駆動させることができ、さらに、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度をより速やかに上昇させることができる。 In the power conversion device according to one aspect of the present invention, since the overcurrent detection value becomes small in a low temperature environment where the resistance value (equivalent series resistance value) of the capacitor becomes large, it is possible to suppress the flow of an excessive current. At the same time, it is possible to suppress the application of a high voltage to the capacitor. Further, in a low temperature environment, when the current value flowing through the load is limited to a certain level or less as in Patent Document 1, the overcurrent detection value is fixed to the overcurrent detection value at the minimum operation guaranteed temperature of the capacitor (overcurrent detection). A larger current can be passed than in the case of (fixing the value to the minimum value). As a result, the load can be driven smoothly even immediately after the start of the operation of the load, and the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor can be raised more quickly.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、半導体素子部から負荷に流れる電流値が過電流検出値以上になった場合、半導体素子部の運転を停止するように構成されている。このように構成すれば、半導体素子部から負荷に流れる電流値が過電流検出値以上になることに起因してコンデンサに高電圧がかかることを、確実に防止することができる。 The power conversion device according to the above one aspect is preferably configured to stop the operation of the semiconductor element unit when the current value flowing from the semiconductor element unit to the load becomes equal to or higher than the overcurrent detection value. With this configuration, it is possible to reliably prevent a high voltage from being applied to the capacitor due to the current value flowing from the semiconductor element portion to the load becoming equal to or higher than the overcurrent detection value.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が第1の温度以上の場合には、過電流検出値を略一定にするように構成されている。コンデンサの温度が比較的高い場合には、コンデンサの抵抗値は比較的安定しているので、過電流検出値を略一定にすることによって、過電流検出値の制御を簡略化することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, when the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is equal to or higher than the first temperature, the overcurrent detection value is configured to be substantially constant. When the temperature of the capacitor is relatively high, the resistance value of the capacitor is relatively stable, so that the control of the overcurrent detection value can be simplified by making the overcurrent detection value substantially constant.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が第1の温度よりも低い場合において、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が低くなるほど、過電流検出値を、指数関数的、線形関数的、または、階段状に小さくするように構成されている。このように構成すれば、比較的単純な関数に基づいて過電流検出値を小さくすることができるので、過電流検出値を容易に小さくすることができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, when the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is lower than the first temperature, the lower the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor, the higher the overcurrent detection value. Is configured to be exponentially, linearly functional, or stepwise smaller. With this configuration, the overcurrent detection value can be reduced based on a relatively simple function, so that the overcurrent detection value can be easily reduced.

この場合、好ましくは、過電流検出値を、線形関数的または階段状に小さくする場合において、過電流検出値の変化率を略一定にするように構成されている。このように構成すれば、温度に基づいて過電流検出値の変化率を調整する場合に比べて、過電流検出値を容易に変化させることができる。 In this case, preferably, when the overcurrent detection value is reduced linearly or stepwise, the rate of change of the overcurrent detection value is configured to be substantially constant. With this configuration, the overcurrent detection value can be easily changed as compared with the case where the rate of change of the overcurrent detection value is adjusted based on the temperature.

上記過電流検出値を、指数関数的、線形関数的、または、階段状に小さくする電力変換装置において、好ましくは、過電流検出値を、指数関数的または階段状に小さくする場合において、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が低くなるほど、過電流検出値の変化率を大きくするように構成されている。このように構成すれば、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度に対して過電流検出値は、上に凸の関数に沿って変化するので、過電流検出値の変化率が略一定である場合に比べて、過電流検出値を大きくすることができる。 In a power conversion device that reduces the overcurrent detection value exponentially, linearly, or stepwise, preferably, when the overcurrent detection value is exponentially or stepwise reduced, the capacitor The rate of change of the overcurrent detection value increases as the temperature or the temperature in the vicinity of the capacitor decreases. With this configuration, the overcurrent detection value changes along the upwardly convex function with respect to the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor. Therefore, when the rate of change of the overcurrent detection value is substantially constant. The overcurrent detection value can be increased as compared with the above.

上記過電流検出値を、指数関数的、線形関数的、または、階段状に小さくする電力変換装置において、好ましくは、過電流検出値を、線形関数的に小さくする場合において、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が、第1の温度よりも低い第2の温度未満の場合には、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度に対する過電流検出値の変化率を第1の変化率にするとともに、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が、第2の温度以上でかつ第1の温度よりも低い場合には、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度に対する過電流検出値の変化率を、第1の変化率よりも小さい第2の変化率にするように構成されている。このように構成すれば、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度に対して過電流検出値は、上に凸の関数に沿って変化するので、過電流検出値の変化率を略一定にする場合に比べて、過電流検出値を大きくすることができる。 In a power conversion device that reduces the overcurrent detection value exponentially, linearly, or stepwise, preferably, when the overcurrent detection value is linearly reduced, the temperature of the capacitor or the capacitor When the temperature in the vicinity of is lower than the second temperature, which is lower than the first temperature, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is set to the first rate of change. When the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is equal to or higher than the second temperature and lower than the first temperature, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is determined by the first. It is configured to have a second rate of change that is smaller than the rate of change of. With this configuration, the overcurrent detection value changes along the upwardly convex function with respect to the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor. Therefore, when the rate of change of the overcurrent detection value is made substantially constant. The overcurrent detection value can be increased as compared with the above.

上記過電流検出値の変化率を変化させる電力変換装置において、好ましくは、過電流検出値の温度依存性の関数と、コンデンサの抵抗値の温度依存性の関数との積値が略一定になる過電流検出値の温度依存性の関数の特性に沿うように、過電流検出値を小さくするように構成されている。このように構成すれば、コンデンサに流れる電流値は過電流検出値よりも小さいので、コンデンサの抵抗値とコンデンサに流れる電流値との積である、コンデンサにかかる電圧値は、コンデンサの抵抗値と過電流検出値との積値である上記略一定の値よりも小さくなる。 In the power conversion device that changes the rate of change of the overcurrent detection value, the product value of the temperature-dependent function of the overcurrent detection value and the temperature-dependent function of the resistance value of the capacitor is preferably substantially constant. The overcurrent detection value is configured to be small so as to be in line with the characteristics of the temperature-dependent function of the overcurrent detection value. With this configuration, the current value flowing through the capacitor is smaller than the overcurrent detection value, so the voltage value applied to the capacitor, which is the product of the resistance value of the capacitor and the current value flowing through the capacitor, is the resistance value of the capacitor. It is smaller than the above-mentioned substantially constant value, which is the product value of the overcurrent detection value.

上記過電流検出値以上の電流が検出された場合に半導体素子部を停止させる電力変換装置において、好ましくは、半導体素子部から負荷に流れる電流値が過電流検出値以上になることによって半導体素子部の運転が停止した場合において、半導体素子部から負荷に流れる電流値が、コンデンサの温度またはコンデンサの近傍の温度が第1の温度以上の場合の過電流検出値よりも小さい場合には、所定時間後に半導体素子部の運転を再開させるように構成されている。このように構成すれば、コンデンサの温度が低いことが原因で半導体素子部の運転が停止した場合には、コンデンサの温度が上昇するのを待って運転を再開させることができる。 In a power conversion device that stops the semiconductor element unit when a current equal to or greater than the overcurrent detection value is detected, the semiconductor element unit preferably has a current value flowing from the semiconductor element unit to the load equal to or more than the overcurrent detection value. When the current value flowing from the semiconductor element to the load is smaller than the overcurrent detection value when the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is equal to or higher than the first temperature, the predetermined time is specified. It is configured to restart the operation of the semiconductor element unit later. With this configuration, when the operation of the semiconductor element unit is stopped due to the low temperature of the capacitor, the operation can be restarted after waiting for the temperature of the capacitor to rise.

本発明によれば、上記のように、低温環境下において、コンデンサに高電圧がかかるのを抑制することが可能な電力変換装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a power conversion device capable of suppressing a high voltage from being applied to a capacitor in a low temperature environment.

本発明の第1実施形態による電力変換装置の回路構成を示した図である。It is a figure which showed the circuit structure of the power conversion apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態による電力変換装置のコンデンサの等価直列抵抗値の温度特性を示した図である。It is a figure which showed the temperature characteristic of the equivalent series resistance value of the capacitor of the power conversion apparatus according to 1st to 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による過電流検出値の温度依存性を示した図である。It is a figure which showed the temperature dependence of the overcurrent detection value by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態による電力変換装置の運転制御のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the operation control of the power conversion apparatus according to 1st to 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による過電流検出値の温度依存性を示した図である。It is a figure which showed the temperature dependence of the overcurrent detection value by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による過電流検出値の温度依存性を示した図である。It is a figure which showed the temperature dependence of the overcurrent detection value by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例による過電流検出値の温度依存性を示した図である。It is a figure which showed the temperature dependence of the overcurrent detection value by the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の変形例による過電流検出値の温度依存性を示した図である。It is a figure which showed the temperature dependence of the overcurrent detection value by the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態の変形例による電力変換装置の回路構成を示した図である。It is a figure which showed the circuit structure of the power conversion apparatus by the modification of 1st to 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、図1〜図4を参照して、第1実施形態による電力変換装置100の構成について説明する。
[First Embodiment]
First, the configuration of the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

(電力変換装置の構造)
図1に示すように、電力変換装置100は、平滑用のコンデンサ1と、直流電流を交流電流に変換する半導体素子部2とを備えている。コンデンサ1と半導体素子部2とは並列に接続されている。
(Structure of power converter)
As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 includes a smoothing capacitor 1 and a semiconductor element unit 2 that converts a direct current into an alternating current. The capacitor 1 and the semiconductor element portion 2 are connected in parallel.

半導体素子部2は、3つの半導体素子20からなる上アームを構成する半導体素子部2aと、3つの半導体素子20からなる下アームを構成する半導体素子部2bとを含む。6つの各半導体素子20の各々のゲート電極には、ゲート駆動回路101が接続されている。 The semiconductor element unit 2 includes a semiconductor element unit 2a forming an upper arm composed of three semiconductor elements 20 and a semiconductor element unit 2b forming a lower arm composed of three semiconductor elements 20. A gate drive circuit 101 is connected to each gate electrode of each of the six semiconductor elements 20.

また、電力変換装置100には、直流電源3が設けられている。コンデンサ1および半導体素子部2には、直流電源3から電力が供給されている。 Further, the power conversion device 100 is provided with a DC power supply 3. Electric power is supplied to the capacitor 1 and the semiconductor element portion 2 from the DC power supply 3.

半導体素子部2からは、3相の交流電流がモータ102に出力されている。具体的には、上アームを構成する半導体素子部2aの各相の半導体素子20は、下アームを構成する半導体素子部2bのうちの対応する相の半導体素子20と接続されている。モータ102は特許請求の範囲の「負荷」の一例であり、例えばPMモータ(永久磁石式モータ)である。 A three-phase alternating current is output to the motor 102 from the semiconductor element unit 2. Specifically, the semiconductor element 20 of each phase of the semiconductor element portion 2a constituting the upper arm is connected to the semiconductor element 20 of the corresponding phase of the semiconductor element portion 2b forming the lower arm. The motor 102 is an example of a "load" within the scope of claims, for example, a PM motor (permanent magnet type motor).

半導体素子部2から出力される3相の交流電流の各々の電流値は、各相用の電流検出器4によって検出される。また、電流検出器4によって検出された検出値に基づいて、電流検出回路5によって各相の電流の補正が行われる。具体的には、電流検出回路5は、各相の電流検出器4ごとに生じる誤差の補正、および、3相の交流電流の相対的なずれ等を補正する。 The current value of each of the three-phase alternating currents output from the semiconductor element unit 2 is detected by the current detector 4 for each phase. Further, the current detection circuit 5 corrects the current of each phase based on the detected value detected by the current detector 4. Specifically, the current detection circuit 5 corrects an error that occurs in each of the current detectors 4 of each phase, and corrects a relative deviation of the three-phase alternating current.

電流検出回路5からの出力は、過電流検出部6に入力される。過電流検出部6は、電流検出回路5からの出力値に基づき、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になったか否かを検出する。また、過電流検出部6の過電流検出値は、後述する温度センサ8の検出結果(コンデンサ1の温度)に基づいて設定される。 The output from the current detection circuit 5 is input to the overcurrent detection unit 6. The overcurrent detection unit 6 detects whether or not the current value flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 is equal to or greater than the overcurrent detection value based on the output value from the current detection circuit 5. Further, the overcurrent detection value of the overcurrent detection unit 6 is set based on the detection result (temperature of the capacitor 1) of the temperature sensor 8 described later.

また、電力変換装置100には、電流制御部7が設けられている。電流制御部7は、外部からモータ102のトルク指令の信号または回転数指令の信号を受信する。電流制御部7は、外部から受信した上記信号に基づいて、ゲート駆動回路101を介して半導体素子部2のオンオフを制御し、半導体素子部2からモータ102へ出力される電流を制御する。なお、図1では、電流制御部7から1つのゲート駆動回路101に信号が送られているが、実際は、電流制御部7から6つ全てのゲート駆動回路101に信号が送られている。 Further, the power conversion device 100 is provided with a current control unit 7. The current control unit 7 receives a torque command signal or a rotation speed command signal of the motor 102 from the outside. The current control unit 7 controls the on / off of the semiconductor element unit 2 via the gate drive circuit 101 based on the above signal received from the outside, and controls the current output from the semiconductor element unit 2 to the motor 102. In FIG. 1, the current control unit 7 sends a signal to one gate drive circuit 101, but in reality, the current control unit 7 sends a signal to all six gate drive circuits 101.

電力変換装置100は、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になった場合、半導体素子部2の運転を停止するように構成されている。具体的には、過電流検出部6は、半導体素子部2からモータ102に流れる各相の電流値のうちの少なくとも1つが過電流検出値以上であると判定した場合、半導体素子部2を全オフする信号をゲート駆動回路101に送り、過電流検出部6から上記判定結果を受けた電流制御部7は半導体素子部2のオンオフ制御を停止するように構成されている。なお、図1では、過電流検出部6から1つのゲート駆動回路101に信号が送られているが、実際は、過電流検出部6から6つ全てのゲート駆動回路101に信号が送られている。 The power conversion device 100 is configured to stop the operation of the semiconductor element unit 2 when the current value flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 becomes equal to or higher than the overcurrent detection value. Specifically, when the overcurrent detection unit 6 determines that at least one of the current values of each phase flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 is equal to or higher than the overcurrent detection value, the overcurrent detection unit 6 completely covers the semiconductor element unit 2. The current control unit 7 that sends an off signal to the gate drive circuit 101 and receives the determination result from the overcurrent detection unit 6 is configured to stop the on / off control of the semiconductor element unit 2. In FIG. 1, a signal is sent from the overcurrent detection unit 6 to one gate drive circuit 101, but in reality, a signal is sent from the overcurrent detection unit 6 to all six gate drive circuits 101. ..

コンデンサ1の近傍には、コンデンサ1の温度を検出する温度センサ8が設けられている。温度センサ8はコンデンサ1の表面に接触している。 A temperature sensor 8 for detecting the temperature of the capacitor 1 is provided in the vicinity of the capacitor 1. The temperature sensor 8 is in contact with the surface of the capacitor 1.

図2に示すように、コンデンサ1(図1参照)の抵抗値(等価直列抵抗値)は、コンデンサ1の温度が低くなるほど大きくなる。典型的には、コンデンサ1の温度が−30℃から−40℃における抵抗値は、コンデンサ1が一般的に使用される温度である20℃から100℃における抵抗値の10倍以上である。 As shown in FIG. 2, the resistance value (equivalent series resistance value) of the capacitor 1 (see FIG. 1) increases as the temperature of the capacitor 1 decreases. Typically, the resistance value of the capacitor 1 at a temperature of −30 ° C. to −40 ° C. is 10 times or more the resistance value at a temperature of 20 ° C. to 100 ° C., which is the temperature at which the capacitor 1 is generally used.

図3に示すように、電力変換装置100(図1参照)は、コンデンサ1の温度が、コンデンサ1の最低動作温度保証値T2(たとえば−40℃)以上でかつ温度T1(たとえば0℃)未満である場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値を小さくするように構成されている。コンデンサ1の温度が温度T1よりも低い場合の過電流検出値は、電流制御部7内において、データベースからの参照または内部演算によって算出される。なお、温度T1は、特許請求の範囲の「第1の温度」の一例である。 As shown in FIG. 3, in the power conversion device 100 (see FIG. 1), the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the minimum operating temperature guaranteed value T2 (for example, −40 ° C.) of the capacitor 1 and lower than the temperature T1 (for example, 0 ° C.). In this case, the lower the temperature of the capacitor 1, the smaller the overcurrent detection value is. The overcurrent detection value when the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1 is calculated in the current control unit 7 by reference from the database or internal calculation. The temperature T1 is an example of the "first temperature" in the claims.

詳細には、コンデンサ1の温度が最低動作温度保証値T2の場合の過電流検出値、および、コンデンサ1の温度が温度T1の場合の過電流検出値の各々を、OC0およびOC1としたとき、コンデンサ1の温度が最低動作温度保証値T2以上でかつ温度T1未満である場合の過電流検出値の変化率は、(OC1−OC0)/(T1−T2)に設定される。なお、コンデンサ1の最低動作温度保証値とは、コンデンサ1が動作可能な温度範囲のうち、最も低い温度のことである。 Specifically, when the overcurrent detection value when the temperature of the capacitor 1 is the minimum operating temperature guaranteed value T2 and the overcurrent detection value when the temperature of the capacitor 1 is the temperature T1 are OC0 and OC1, respectively, The rate of change of the overcurrent detection value when the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the minimum operating temperature guaranteed value T2 and lower than the temperature T1 is set to (OC1-OC0) / (T1-T2). The minimum operating temperature guaranteed value of the capacitor 1 is the lowest temperature in the temperature range in which the capacitor 1 can operate.

また、コンデンサ1の温度が温度T1以上である場合には、過電流検出値はOC1に設定される。 When the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T1, the overcurrent detection value is set to OC1.

半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になることによって半導体素子部2の運転が停止した場合において、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が、コンデンサ1の温度が温度T1以上の場合の過電流検出値(OC1)よりも小さい場合には、半導体素子部2の運転が停止してから所定時間後(具体的には数ミリ秒、たとえば5ミリ秒)に半導体素子部2の運転が自動的に再開される。 When the operation of the semiconductor element 2 is stopped because the current value flowing from the semiconductor element 2 to the motor 102 becomes equal to or higher than the overcurrent detection value, the current value flowing from the semiconductor element 2 to the motor 102 is the temperature of the capacitor 1. If is smaller than the overcurrent detection value (OC1) when the temperature is T1 or higher, a predetermined time after the operation of the semiconductor element 2 is stopped (specifically, several milliseconds, for example, 5 milliseconds). The operation of the semiconductor element unit 2 is automatically restarted.

半導体素子部2の運転が停止してもモータ102の動作は急には停止しないので、コンデンサ1に回生電流が流入する。また、半導体素子部2の停止前に流れていた電流による熱が、時間差でコンデンサ1に伝わる。これらにより、半導体素子部2が停止した所定時間後には、半導体素子部2の停止前よりも、コンデンサ1の温度は上昇しているとともに、過電流検出値は大きくなっている。 Since the operation of the motor 102 does not stop suddenly even if the operation of the semiconductor element unit 2 is stopped, the regenerative current flows into the capacitor 1. Further, the heat generated by the current flowing before the semiconductor element portion 2 is stopped is transferred to the capacitor 1 with a time lag. As a result, after a predetermined time when the semiconductor element unit 2 is stopped, the temperature of the capacitor 1 is higher than before the semiconductor element 2 is stopped, and the overcurrent detection value is larger.

(電力変換装置の運転制御フロー)
次に、図4を参照して、第1実施形態の電力変換装置100(図1参照)の運転制御フローについて説明する。
(Operation control flow of power converter)
Next, the operation control flow of the power conversion device 100 (see FIG. 1) of the first embodiment will be described with reference to FIG.

まず、ステップS1において、コンデンサ1の温度が温度T1未満か否かが判定される。コンデンサ1の温度が温度T1未満である場合はステップS2に進む。コンデンサ1の温度が温度T1以上である場合はステップS3に進む。 First, in step S1, it is determined whether or not the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1. If the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1, the process proceeds to step S2. If the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T1, the process proceeds to step S3.

ステップS2において、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の関数(図3参照)に基づいて、過電流検出値がコンデンサ1の温度に応じた値に設定される。設定後はステップS4に進む。ステップS4において、電力変換装置100(半導体素子部2)(図1参照)の運転が実行される。この間にコンデンサ1の温度はある程度上昇する。次にステップS5に進む。ステップS5において、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の関数(図3参照)に基づいて、過電流検出値がコンデンサ1の温度に応じた値に設定される。すなわち、コンデンサ1の温度上昇に応じて、その都度、過電流検出値が大きくされる。設定後はステップS6に進む。 In step S2, the overcurrent detection value is set to a value corresponding to the temperature of the capacitor 1 based on the function of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 (see FIG. 3). After the setting, the process proceeds to step S4. In step S4, the operation of the power conversion device 100 (semiconductor element unit 2) (see FIG. 1) is executed. During this time, the temperature of the capacitor 1 rises to some extent. Next, the process proceeds to step S5. In step S5, the overcurrent detection value is set to a value corresponding to the temperature of the capacitor 1 based on the function of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 (see FIG. 3). That is, the overcurrent detection value is increased each time the temperature of the capacitor 1 rises. After the setting, the process proceeds to step S6.

ステップS6において、コンデンサ1の温度が温度T1未満か否かが判定される。コンデンサ1の温度が温度T1未満である場合はステップS7に進む。コンデンサ1の温度が温度T1以上である場合はステップS3に進む。 In step S6, it is determined whether or not the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1. If the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1, the process proceeds to step S7. If the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T1, the process proceeds to step S3.

ステップS7において、半導体素子部2からモータ102に流れる電流が、現時点での過電流検出値以上か否かが判定される。過電流の検出があると判定された場合はステップS8に進む。過電流の検出がないと判定された場合はステップS5に戻る。 In step S7, it is determined whether or not the current flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 is equal to or greater than the current overcurrent detection value. If it is determined that an overcurrent has been detected, the process proceeds to step S8. If it is determined that no overcurrent is detected, the process returns to step S5.

ステップS8において、電力変換装置100(半導体素子部2)の運転が停止される。停止後はステップS9に進む。ステップS9において、電力変換装置100の運転停止時の過電流検出値が、OC1未満か否かが判定される。OC1未満であると判定された場合はステップS10に進む。OC1以上であると判定された場合は電力変換装置100の運転は停止状態のままである。 In step S8, the operation of the power conversion device 100 (semiconductor element unit 2) is stopped. After the stop, the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined whether or not the overcurrent detection value when the power conversion device 100 is stopped is less than OC1. If it is determined that the value is less than OC1, the process proceeds to step S10. When it is determined that the power conversion device 100 or higher is OC1, the operation of the power conversion device 100 remains stopped.

次に、ステップS10において、電力変換装置100(半導体素子部2)の停止から所定時間後に電力変換装置100の運転が再開され、ステップS5に戻る。 Next, in step S10, the operation of the power conversion device 100 is restarted after a predetermined time from the stop of the power conversion device 100 (semiconductor element unit 2), and the process returns to step S5.

ステップS3においては、過電流検出値がOC1に設定される。設定後はステップS11に進む。ステップS11では、電力変換装置100(半導体素子部2)の(通常)運転が実行される。運転が開始されたらステップS12に進む。ステップS12では、外部から、電力変換装置100の停止指令があるか否かが判定される。停止指令がないと判定された場合にはステップS11に戻って運転を継続する。すなわち、電力変換装置100の停止指令がない限り、過電流検出値はOC1に固定される。ステップS11において、停止指令があると判定された場合には電力変換装置100は停止される。なお、ステップS3において、過電流検出値がOC1に設定された場合、電力変換装置100の運転中は、過電流検出値が変更されることはない。 In step S3, the overcurrent detection value is set to OC1. After the setting, the process proceeds to step S11. In step S11, the (normal) operation of the power conversion device 100 (semiconductor element unit 2) is executed. When the operation is started, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined from the outside whether or not there is a stop command for the power conversion device 100. If it is determined that there is no stop command, the process returns to step S11 and the operation is continued. That is, the overcurrent detection value is fixed to OC1 unless there is a stop command for the power converter 100. If it is determined in step S11 that there is a stop command, the power conversion device 100 is stopped. When the overcurrent detection value is set to OC1 in step S3, the overcurrent detection value is not changed during the operation of the power conversion device 100.

(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態では、コンデンサ1の抵抗値(等価直列抵抗値)が大きくなる低温環境下において過電流検出値が小さくなるので、低温環境下において過大な電流が流れることを抑制することができるとともに、コンデンサ1に高電圧がかかるのを抑制することができる。また、低温環境下において、モータ102に流れる電流値を一定以下に制限する場合、または、過電流検出値をコンデンサ1の最低動作保証温度における過電流検出値に固定する(過電流検出値を最小値に固定する)場合に比べて、より大きい電流を流すことができる。その結果、モータ102の動作開始直後においてもスムーズにモータ102を駆動させることができるとともに、コンデンサ1の温度をより速やかに上昇させることができる。 In the first embodiment, since the overcurrent detection value becomes small in a low temperature environment where the resistance value (equivalent series resistance value) of the capacitor 1 becomes large, it is possible to suppress the flow of an excessive current in the low temperature environment. , It is possible to suppress the application of a high voltage to the capacitor 1. Further, when limiting the current value flowing through the motor 102 to a certain level or less in a low temperature environment, or fixing the overcurrent detection value to the overcurrent detection value at the minimum operation guaranteed temperature of the capacitor 1 (minimize the overcurrent detection value). A larger current can be passed than in the case of (fixed to a value). As a result, the motor 102 can be smoothly driven immediately after the start of operation of the motor 102, and the temperature of the capacitor 1 can be raised more quickly.

また、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になった場合、半導体素子部2の運転を停止するので、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になることに起因してコンデンサ1に高電圧がかかることを確実に防止することができる。 Further, when the current value flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 becomes equal to or higher than the overcurrent detection value, the operation of the semiconductor element unit 2 is stopped, so that the current value flowing from the semiconductor element unit 2 to the motor 102 is overcurrent detection. It is possible to reliably prevent a high voltage from being applied to the capacitor 1 due to the value exceeding the value.

また、コンデンサ1の温度が温度T1以上の場合には過電流検出値を略一定にすると、コンデンサ1の温度が比較的高い場合コンデンサ1の抵抗値は比較的安定しているので、過電流検出値の制御を簡略化することができる。 Further, when the temperature of the capacitor 1 is the temperature T1 or higher, if the overcurrent detection value is made substantially constant, the resistance value of the capacitor 1 is relatively stable when the temperature of the capacitor 1 is relatively high, so that the overcurrent detection value is detected. The control of the value can be simplified.

また、コンデンサ1の温度が温度T1よりも低い場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値を、線形関数的に小さくすると、比較的単純な関数に基づいて過電流検出値を小さくすることができるので、過電流検出値を容易に小さくすることができる。 Further, when the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1, the lower the temperature of the capacitor 1, the smaller the overcurrent detection value linearly, the smaller the overcurrent detection value is based on a relatively simple function. Therefore, the overcurrent detection value can be easily reduced.

また、上記のように過電流検出値を線形関数的に小さくする場合において、過電流検出値の変化率を略一定にすると、温度に基づいて過電流検出値の変化率を調整する場合に比べて、過電流検出値を容易に変化させることができる。 Further, in the case where the overcurrent detection value is linearly reduced as described above, if the rate of change of the overcurrent detection value is made substantially constant, the rate of change of the overcurrent detection value is adjusted based on the temperature. Therefore, the overcurrent detection value can be easily changed.

また、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が過電流検出値以上になることによって半導体素子部2の運転が停止した場合において、半導体素子部2からモータ102に流れる電流値が、コンデンサ1の温度が温度T1以上の場合の過電流検出値よりも小さい場合には、所定時間後に半導体素子部2の運転を再開させるようにすると、コンデンサ1の温度が低いことが原因で半導体素子部2の運転が停止した場合には、コンデンサ1の温度が上昇するのを待って半導体素子部2の運転を再開させることができる。 Further, when the operation of the semiconductor element 2 is stopped due to the current value flowing from the semiconductor element 2 to the motor 102 becoming equal to or higher than the overcurrent detection value, the current value flowing from the semiconductor element 2 to the motor 102 is the capacitor 1. When the temperature of is smaller than the overcurrent detection value when the temperature is T1 or higher, if the operation of the semiconductor element portion 2 is restarted after a predetermined time, the temperature of the capacitor 1 is low and the semiconductor element portion 2 is operated. When the operation of the capacitor 1 is stopped, the operation of the semiconductor element unit 2 can be restarted after waiting for the temperature of the capacitor 1 to rise.

[第2実施形態]
次に、図1、図2、および、図5を参照して、第2実施形態による電力変換装置200の構成について説明する。図中において上記第1実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the power conversion device 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5. In the figure, the same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment.

(電力変換装置の構造)
図5に示すように、電力変換装置200(図1参照)は、コンデンサ1(図1参照)の温度が温度T1よりも低い場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値を指数関数的に小さくするように構成されている。具体的には、電力変換装置200は、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値の変化率を大きくするように構成されている。
(Structure of power converter)
As shown in FIG. 5, in the power conversion device 200 (see FIG. 1), when the temperature of the capacitor 1 (see FIG. 1) is lower than the temperature T1, the lower the temperature of the capacitor 1, the more the overcurrent detection value is exponential. It is configured to be functionally smaller. Specifically, the power conversion device 200 is configured so that the lower the temperature of the capacitor 1, the greater the rate of change of the overcurrent detection value.

電力変換装置200は、コンデンサ1の抵抗値の温度依存性の関数(図2参照)と過電流検出値の温度依存性の関数(図5参照)との積値が全温度領域において略一定になるように構成されている。 In the power converter 200, the product value of the temperature-dependent function of the resistance value of the capacitor 1 (see FIG. 2) and the temperature-dependent function of the overcurrent detection value (see FIG. 5) is substantially constant in the entire temperature range. It is configured to be.

第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the second embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

コンデンサ1の温度が低くなるほど過電流検出値の変化率を大きくすると、コンデンサ1の温度に対して過電流検出値は上に凸の関数に沿って変化するので、過電流検出値の変化率が略一定である場合に比べて、過電流検出値を大きくすることができる。 If the rate of change of the overcurrent detection value is increased as the temperature of the capacitor 1 becomes lower, the overcurrent detection value changes along the upward convex function with respect to the temperature of the capacitor 1, so that the rate of change of the overcurrent detection value changes. The overcurrent detection value can be increased as compared with the case where it is substantially constant.

コンデンサ1の抵抗値の温度依存性の関数と過電流検出値の温度依存性の関数との積値を全温度領域で略一定にすると、コンデンサ1に流れる電流値は過電流検出値よりも小さいので、コンデンサ1の抵抗値とコンデンサ1に流れる電流値との積である、コンデンサ1にかかる電圧値を、コンデンサ1の抵抗値と過電流検出値との積値である上記略一定の値よりも小さくすることができる。 If the product of the temperature-dependent function of the resistance value of the capacitor 1 and the temperature-dependent function of the overcurrent detection value is made substantially constant in the entire temperature range, the current value flowing through the capacitor 1 is smaller than the overcurrent detection value. Therefore, the voltage value applied to the capacitor 1, which is the product of the resistance value of the capacitor 1 and the current value flowing through the capacitor 1, is obtained from the above-mentioned substantially constant value which is the product value of the resistance value of the capacitor 1 and the overcurrent detection value. Can also be made smaller.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図1および図6を参照して、第3実施形態による電力変換装置300の構成について説明する。なお、図中において上記第2実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
[Third Embodiment]
Next, the configuration of the power conversion device 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 6. In the figure, the same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the second embodiment.

(電力変換装置の構造)
図6に示すように、電力変換装置300(図1参照)は、コンデンサ1(図1参照)の温度が温度T1よりも低い場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値を、線形関数的(折れ線的)に小さくするように構成されている。
(Structure of power converter)
As shown in FIG. 6, when the temperature of the capacitor 1 (see FIG. 1) is lower than the temperature T1, the power converter 300 (see FIG. 1) determines the overcurrent detection value as the temperature of the capacitor 1 becomes lower. It is configured to be linearly functional (piecewise) smaller.

具体的には、コンデンサ1の温度が、温度T1よりも小さい温度T3以上でかつ温度T1未満の場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率は変化率δ1に設定される。コンデンサ1の温度が、温度T3よりも小さい温度T4以上でかつ温度T3未満の場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率は、変化率δ1よりも大きい変化率δ2に設定される。コンデンサ1の温度が、温度T4よりも小さい温度T5以上でかつ温度T4未満の場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率は、変化率δ2よりも大きい変化率δ3に設定される。コンデンサ1の温度が、最低動作温度保証値T2以上でかつ温度T5未満の場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率は、変化率δ3よりも大きい変化率δ4に設定される。なお、変化率δ1、変化率δ2、変化率δ3、および、変化率δ4は、正の値である。なお、温度T3、温度T4、および、温度T5は、それぞれ、特許請求の範囲の「第2の温度」の一例である。また、変化率δ1は、特許請求の範囲の「第2の変化率」の一例である。また、変化率δ2、変化率δ3、および、変化率δ4は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1の変化率」の一例である。 Specifically, when the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T3 lower than the temperature T1 and lower than the temperature T1, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is set to the rate of change δ1. When the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T4 lower than the temperature T3 and lower than the temperature T3, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is set to the rate of change δ2 larger than the rate of change δ1. To. When the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the temperature T5 lower than the temperature T4 and lower than the temperature T4, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is set to the rate of change δ3 larger than the rate of change δ2. To. When the temperature of the capacitor 1 is equal to or higher than the minimum operating temperature guaranteed value T2 and lower than the temperature T5, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is set to a rate of change δ4 larger than the rate of change δ3. .. The rate of change δ1, the rate of change δ2, the rate of change δ3, and the rate of change δ4 are positive values. The temperature T3, the temperature T4, and the temperature T5 are examples of the "second temperature" in the claims. Further, the rate of change δ1 is an example of the “second rate of change” in the claims. Further, the rate of change δ2, the rate of change δ3, and the rate of change δ4 are examples of the “first rate of change” in the claims, respectively.

第3実施形態のその他の構成は、上記第2実施形態と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of Third Embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第3実施形態では、コンデンサ1の温度が、温度T1よりも低い温度T3(T4、T5)未満の場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率を変化率δ2(δ3、δ4)にするとともに、コンデンサ1の温度が、温度T3(T4、T5)以上でかつ温度T1よりも低い場合には、コンデンサ1の温度に対する過電流検出値の変化率を、変化率δ2(δ3、δ4)よりも小さい変化率δ1にするように、電力変換装置300を構成する。これにより、コンデンサ1の温度に対して過電流検出値は、上に凸の関数に沿って変化するので、上記第2実施形態と同様に、過電流検出値の変化率を略一定にする場合に比べて、過電流検出値を大きくすることができる。 In the third embodiment, when the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T3 (T4, T5) lower than the temperature T1, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is the rate of change δ2 (δ3, δ4). ), And when the temperature of the capacitor 1 is higher than the temperature T3 (T4, T5) and lower than the temperature T1, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor 1 is changed to the rate of change δ2 (δ3, δ3, The power conversion device 300 is configured so that the rate of change δ1 is smaller than δ4). As a result, the overcurrent detection value changes with respect to the temperature of the capacitor 1 along an upwardly convex function. Therefore, as in the second embodiment, when the rate of change of the overcurrent detection value is made substantially constant. The overcurrent detection value can be increased as compared with the above.

なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。 The other effects of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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(変形例)が含まれる。
[Modification example]
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記第1実施形態では、コンデンサ1の温度が温度T1よりも低い場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど、過電流検出値を線形関数的に小さくする場合において、過電流検出値の変化率を略一定にする構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図7に示すように、過電流検出値を階段状に小さくする場合において、過電流検出値の変化量(変化率)を略一定にする構成であってもよい。具体的には、過電流検出値は、(OC1−OC0)/5ずつ階段状に小さくなる。 For example, in the first embodiment, when the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1, the change in the overcurrent detection value when the overcurrent detection value is linearly reduced as the temperature of the capacitor 1 becomes lower. An example of a configuration in which the rate is substantially constant has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, when the overcurrent detection value is reduced stepwise, the change amount (change rate) of the overcurrent detection value may be substantially constant. Specifically, the overcurrent detection value decreases stepwise by (OC1-OC0) / 5.

また、上記第2実施形態では、過電流検出値を指数関数的に小さくする場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど過電流検出値の変化率を大きくする構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図8に示すように、過電流検出値を階段状に小さくする場合において、コンデンサ1の温度が低くなるほど過電流検出値の変化量(変化率)を大きくする構成であってもよい。 Further, in the second embodiment, when the overcurrent detection value is exponentially reduced, an example of a configuration in which the rate of change of the overcurrent detection value increases as the temperature of the capacitor 1 decreases is shown. Is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, when the overcurrent detection value is reduced stepwise, the change amount (change rate) of the overcurrent detection value may be increased as the temperature of the capacitor 1 is lowered.

具体的には、コンデンサ1の温度が温度T1である場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1だけ小さく設定される。コンデンサ1の温度が、温度T1よりも小さい温度T6の場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1+Δ2だけ小さく設定される。コンデンサ1の温度が、温度T6よりも小さい温度T7の場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1+Δ2+Δ3だけ小さく設定される。コンデンサ1の温度が、温度T7よりも小さい温度T8の場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1+Δ2+Δ3+Δ4だけ小さく設定される。コンデンサ1の温度が、温度T8よりも小さい温度T9の場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1+Δ2+Δ3+Δ4+Δ5だけ小さく設定される。コンデンサ1の温度が、温度T9よりも小さい温度T10の場合には、過電流検出値は、OC1よりもΔ1+Δ2+Δ3+Δ4+Δ5+Δ6だけ小さく設定される。なお、Δ1〜Δ6の大小関係はΔ1<Δ2<Δ3<Δ4<Δ5<Δ6である。 Specifically, when the temperature of the capacitor 1 is the temperature T1, the overcurrent detection value is set to be smaller than OC1 by Δ1. When the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1, the overcurrent detection value is set to be smaller by Δ1 + Δ2 than that of OC1. When the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T6, the overcurrent detection value is set to be smaller by Δ1 + Δ2 + Δ3 than that of OC1. When the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T7, the overcurrent detection value is set to be smaller than that of OC1 by Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4. When the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T8, the overcurrent detection value is set to be smaller than that of OC1 by Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4 + Δ5. When the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T9, the overcurrent detection value is set to be smaller than that of OC1 by Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4 + Δ5 + Δ6. The magnitude relationship of Δ1 to Δ6 is Δ1 <Δ2 <Δ3 <Δ4 <Δ5 <Δ6.

また、上記第1〜第3実施形態では、コンデンサの温度が温度T1以上である場合と、コンデンサの温度が温度T1未満である場合との両方において、共通の回路(過電流検出部6)によって過電流を検出する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図9に示すように、コンデンサの温度が温度T1以上である場合と、コンデンサの温度が温度T1未満である場合とにおいて、互いに別個の回路によって過電流を検出する構成であってもよい。 Further, in the first to third embodiments, the common circuit (overcurrent detection unit 6) is used in both the case where the temperature of the capacitor is the temperature T1 or higher and the case where the temperature of the capacitor is lower than the temperature T1. An example of a configuration for detecting an overcurrent has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, an overcurrent may be detected by circuits separate from each other when the temperature of the capacitor is T1 or higher and when the temperature of the capacitor is lower than T1. ..

具体的には、過電流検出部6(16、26)は、過電流検出回路6a(16a、26a)と過電流検出回路6b(16b、26b)とを含む。電流制御部7(17、27)は、電流制御回路7a(17a、27a)と電流制御回路7b(17b、27b)とを含む。電力変換装置100(200、300)には、過電流検出部6(16、26)と電流検出回路5との間に、スイッチ103が設けられている。スイッチ103は、コンデンサ1の温度が温度T1以上である場合は、過電流検出回路6a(16a、26a)側にスイッチされ、コンデンサ1の温度が温度T1未満である場合は、過電流検出回路6b(16b、26b)側にスイッチされる。 Specifically, the overcurrent detection unit 6 (16, 26) includes an overcurrent detection circuit 6a (16a, 26a) and an overcurrent detection circuit 6b (16b, 26b). The current control unit 7 (17, 27) includes a current control circuit 7a (17a, 27a) and a current control circuit 7b (17b, 27b). The power conversion device 100 (200, 300) is provided with a switch 103 between the overcurrent detection unit 6 (16, 26) and the current detection circuit 5. The switch 103 is switched to the overcurrent detection circuit 6a (16a, 26a) side when the temperature of the capacitor 1 is the temperature T1 or higher, and the overcurrent detection circuit 6b when the temperature of the capacitor 1 is lower than the temperature T1. It is switched to the (16b, 26b) side.

また、過電流検出回路6a(16a、26a)の過電流検出値は、OC1に固定されている。すなわち、過電流検出回路6a(16a、26a)は、温度に依存しない過電流検出値に基づいて過電流発生の有無を判定する、通常広く用いられている過電流検出回路である。また、過電流検出回路6b(16b、26b)の過電流検出値は、コンデンサ1の温度が低くなるほど小さくなる。また、過電流検出回路6b(16b、26b)の過電流検出値は、温度センサ8の検出結果(コンデンサ1の温度)に基づいて設定される。また、過電流検出回路6b(16b、26b)の過電流検出値は、電流制御回路7b(17b、27b)内において、データベースからの参照または内部演算によって算出される。 Further, the overcurrent detection value of the overcurrent detection circuit 6a (16a, 26a) is fixed to OC1. That is, the overcurrent detection circuit 6a (16a, 26a) is a generally widely used overcurrent detection circuit that determines the presence or absence of overcurrent generation based on a temperature-independent overcurrent detection value. Further, the overcurrent detection value of the overcurrent detection circuits 6b (16b, 26b) becomes smaller as the temperature of the capacitor 1 becomes lower. Further, the overcurrent detection value of the overcurrent detection circuit 6b (16b, 26b) is set based on the detection result (temperature of the capacitor 1) of the temperature sensor 8. Further, the overcurrent detection value of the overcurrent detection circuit 6b (16b, 26b) is calculated in the current control circuit 7b (17b, 27b) by reference from the database or internal calculation.

また、上記第1〜第3実施形態では、温度センサ8は、コンデンサ1の表面に接触している例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、温度センサ8は、コンデンサ1に内蔵されていてもよい。また、温度センサ8は、コンデンサ1の近傍の温度を検出する構成であってもよい。 Further, in the first to third embodiments, the temperature sensor 8 is in contact with the surface of the capacitor 1, but the present invention is not limited to this. For example, the temperature sensor 8 may be built in the capacitor 1. Further, the temperature sensor 8 may be configured to detect the temperature in the vicinity of the capacitor 1.

また、上記第1〜第3実施形態では、電流制御部7(17、27)は、外部からの、モータ102のトルク指令の信号または回転数指令の信号に基づいて、半導体素子部2のオンオフを制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電流制御部7(17、27)は、外部からの、モータ102の周波数指令に基づいて、半導体素子部2のオンオフを制御する構成であってもよい。 Further, in the first to third embodiments, the current control unit 7 (17, 27) turns on / off the semiconductor element unit 2 based on an external torque command signal or rotation speed command signal of the motor 102. Although an example of the configuration for controlling the above is shown, the present invention is not limited to this. For example, the current control unit 7 (17, 27) may be configured to control the on / off of the semiconductor element unit 2 based on the frequency command of the motor 102 from the outside.

また、上記第1〜第3実施形態では、電力変換装置100(200、300)に、直流電源3が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力変換装置100(200、300)に、交流電源が設けられている構成であってもよい。この場合、交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流器が交流電源とコンデンサ1との間に設けられる。 Further, in the first to third embodiments, an example of the configuration in which the DC power supply 3 is provided in the power conversion device 100 (200, 300) is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the power conversion device 100 (200, 300) may be provided with an AC power supply. In this case, a rectifier that converts the alternating current from the alternating current into a direct current is provided between the alternating current and the capacitor 1.

また、上記第1〜第3実施形態では、モータ102が、PMモータである構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、モータ102が、PMモータ以外のモータであってもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of the configuration in which the motor 102 is a PM motor is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the motor 102 may be a motor other than the PM motor.

また、上記第3実施形態では、過電流検出値の変化率を4段階で変化させている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、過電流検出値の変化率を4段階以外で変化させてもよい。 Further, in the third embodiment, an example of a configuration in which the rate of change of the overcurrent detection value is changed in four steps is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the rate of change of the overcurrent detection value may be changed in steps other than four steps.

また、上記第1〜第3実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, for convenience of explanation, the control processing of the present invention has been described by using a flow-driven flowchart in which the processing is sequentially performed along the processing flow. Not limited. In the present invention, the control processing operation may be performed by event-driven (event-driven) processing that executes processing for each event. In this case, it may be completely event-driven, or it may be a combination of event-driven and flow-driven.

1 コンデンサ
2 半導体素子部
6、16、26 過電流検出部
100、200、300 電力変換装置
102 モータ(負荷)
T1 温度(第1の温度)
T3、T4、T5 温度(第2の温度)
δ1 変化率(第2の変化率)
δ2、δ3、δ4 変化率(第1の変化率)
1 Capacitor 2 Semiconductor element unit 6, 16, 26 Overcurrent detector unit 100, 200, 300 Power converter 102 Motor (load)
T1 temperature (first temperature)
T3, T4, T5 temperature (second temperature)
δ1 rate of change (second rate of change)
δ2, δ3, δ4 rate of change (first rate of change)

Claims (9)

平滑用のコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続されている、直流電流を交流電流に変換する半導体素子部と、
前記半導体素子部から負荷に流れる電流値が過電流検出値以上になったか否かを検出する過電流検出部と、を備え、
前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が第1の温度よりも低い場合において、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が低くなるほど、前記過電流検出値を小さくするように構成されている、電力変換装置。
With a smoothing capacitor
A semiconductor element unit that converts direct current to alternating current, which is connected in parallel to the capacitor,
It is provided with an overcurrent detection unit that detects whether or not the current value flowing from the semiconductor element unit to the load exceeds the overcurrent detection value.
When the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is lower than the first temperature, the overcurrent detection value is configured to decrease as the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor becomes lower. There is a power converter.
前記半導体素子部から前記負荷に流れる電流値が前記過電流検出値以上になった場合、前記半導体素子部の運転を停止するように構成されている、請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein the operation of the semiconductor element unit is stopped when the current value flowing from the semiconductor element unit to the load becomes equal to or higher than the overcurrent detection value. 前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が前記第1の温度以上の場合には、前記過電流検出値を略一定にするように構成されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 The power conversion according to claim 1 or 2, wherein when the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is equal to or higher than the first temperature, the overcurrent detection value is configured to be substantially constant. apparatus. 前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が前記第1の温度よりも低い場合において、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が低くなるほど、前記過電流検出値を、線形関数的、指数関数的、または、階段状に小さくするように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 When the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is lower than the first temperature, the lower the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor, the more the overcurrent detection value becomes linearly functional and exponential. The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, which is configured to be functionally or stepwise reduced. 前記過電流検出値を、線形関数的または階段状に小さくする場合において、前記過電流検出値の変化率を略一定にするように構成されている、請求項4に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 4, wherein the rate of change of the overcurrent detection value is made substantially constant when the overcurrent detection value is reduced linearly or stepwise. 前記過電流検出値を、指数関数的または階段状に小さくする場合において、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が低くなるほど、前記過電流検出値の変化率を大きくするように構成されている、請求項4に記載の電力変換装置。 When the overcurrent detection value is reduced exponentially or stepwise, the rate of change of the overcurrent detection value is increased as the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor decreases. The power conversion device according to claim 4. 前記過電流検出値を、線形関数的に小さくする場合において、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が、前記第1の温度よりも低い第2の温度未満の場合には、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度に対する前記過電流検出値の変化率を第1の変化率にするとともに、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が、前記第2の温度以上でかつ前記第1の温度よりも低い場合には、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度に対する前記過電流検出値の変化率を、前記第1の変化率よりも小さい第2の変化率にするように構成されている、請求項4に記載の電力変換装置。 When the overcurrent detection value is linearly reduced and the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is less than the second temperature lower than the first temperature, the capacitor of the capacitor The rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature or the temperature in the vicinity of the capacitor is set as the first rate of change, and the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is equal to or higher than the second temperature and the first. When it is lower than the temperature of 1, the rate of change of the overcurrent detection value with respect to the temperature of the capacitor or the temperature in the vicinity of the capacitor is set to a second rate of change smaller than the first rate of change. The power conversion device according to claim 4, which is configured. 前記過電流検出値の温度依存性の関数と、前記コンデンサの抵抗値の温度依存性の関数との積値が略一定になる前記過電流検出値の温度依存性の関数の特性に沿うように、前記過電流検出値を小さくするように構成されている、請求項6または7に記載の電力変換装置。 The product of the temperature-dependent function of the overcurrent detection value and the temperature-dependent function of the resistance value of the capacitor is substantially constant so as to be in line with the characteristics of the temperature-dependent function of the overcurrent detection value. The power conversion device according to claim 6 or 7, which is configured to reduce the overcurrent detection value. 前記半導体素子部から前記負荷に流れる電流値が前記過電流検出値以上になることによって前記半導体素子部の運転が停止した場合において、前記半導体素子部から前記負荷に流れる電流値が、前記コンデンサの温度または前記コンデンサの近傍の温度が前記第1の温度以上の場合の前記過電流検出値よりも小さい場合には、所定時間後に前記半導体素子部の運転を再開させるように構成されている、請求項2〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。 When the operation of the semiconductor element unit is stopped because the current value flowing from the semiconductor element unit to the load becomes equal to or higher than the overcurrent detection value, the current value flowing from the semiconductor element unit to the load is the capacitor. When the temperature or the temperature in the vicinity of the capacitor is smaller than the overcurrent detection value when the temperature is equal to or higher than the first temperature, the operation of the semiconductor element unit is restarted after a predetermined time. Item 2. The power conversion device according to any one of Items 2 to 8.
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