[发明专利]电动机控制装置和电动机驱动系统

说明书

本发明提供电动机控制装置和电动机驱动系统。本发明的电动机控制装置包括：逆变器电路，其具有由6个开关元件构成的功率转换电路；及开关控制部，其对开关元件进行导通关断控制，在判定为逆变器电路处于异常状态的情况下，根据电动机的动作状态，基于电动机的至少1个永磁体的温度，来选择执行将所有上级侧的开关元件或所有下级侧的开关元件设为导通的三相短路处理和将所有开关元件设为关断的6开关断开处理中的某一个。

技术领域

本申请涉及电动机控制装置和电动机驱动系统。

背景技术

以往，已知以交流电动机为驱动力源的电动车，该电动车中，在行驶时使交流电动机进行功率运行来产生行驶驱动转矩，在制动时使交流电动机再生运行来产生再生制动转矩。

这里，电动车的驱动系统构成为包括：直流电源，该直流电源由以锂离子电池为代表的充电电池构成；逆变器电路，该逆变器电路由电容器和多个半导体开关元件构成，并连接到直流电源；以及交流电动机，该交流电动机作为负载连接到逆变器电路。

逆变器电路以规定的开关频率对多个半导体元件进行导通关断，从而将直流电源的直流电转换为规定的交流电，并调节作为负载的交流电动机的转矩和转速。此外，交流电动机根据动作状况作为发电机进行动作，并利用通过发电而产生的再生电力对直流电源进行充电。另外，作为应用于电动车的交流电动机，经常使用效率较高的永磁体三相同步电动机。

在使用了三相同步电动机的驱动系统中，逆变器电路由串联连接上级侧开关元件和下级侧开关元件而得的3组串联电路分别与直流电源并联连接而构成，3组串联电路各自的中点与三相同步电动机的U相、V相、W相各自的输入相连接。

此外，使设置于逆变器电路的各相的开关元件依次导通或关断，从而向三相同步电动机的各相提供相位彼此具有120度不同的交流电来驱动三相同步电动机。以下，除非另有说明，否者电动机指三相同步电动机。另外，关于逆变器电路的动作原理，一般广为人知，因此这里省略说明。

为了保护作为直流电源的电池不受过电压或过电流的影响，在电动车的驱动系统中设有开闭单元，其根据需要将电池和逆变器电路分离。作为断开该开闭单元的条件，可举出在电动机的再生运行时电池的电压为规定值以上的情况、因电池的消耗而导致电池电压为规定值以下的情况、或流过电池的电流为规定值以上的情况。此外，由于车辆的故障或碰撞，开闭单元有时也被断开。

这样的驱动系统中，在电动机的再生运行中有时开闭单元被断开，逆变器电路从电池分离。此外，即使是没有开闭单元的驱动系统，由于电池与逆变器电路之间的电力线发生断线，逆变器电路有时从电池分离。

此外，该情况下，从电动机流入逆变器电路的再生电力无法对电池进行充电，而是对逆变器电路的电容器进行充电，有时过电压会施加到电容器而使电容器损坏。

因此，在逆变器电路与直流电源分离的情况下，有时执行将逆变器电路的所有半导体开关断开来使逆变器动作停止的6开关断开处理。然而，在执行该6开关断开处理的情况下，累积在电动机的定子线圈中的电力经由反向并联连接到开关元件的续流二极管(FWD)对电容器充电，从而电容器的端子间电压有时急剧上升。若为了应对该电容器端子间电压的上升而实现电容器的大容量化、高耐压化，则会导致电容器的尺寸增大。此外，逆变器电路的结构部件也需要高耐压化，实现逆变器电路的小型化、低成本化较为困难。这对于实现需要布置在有限的车辆空间内的电动车用的逆变器电路的小型化是一个很大的问题。

因此，作为其对策，公开了如下方法：在逆变器电路与直流电源分离的情况下不执行6开关断开处理，而是将逆变器电路的所有上级侧开关元件、或所有下级侧开关元件导通来执行使电动机的各相彼此短路的三相短路处理，从而不在电容器中再生电力(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9－47055号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题