JP2013062914A - Rotary drive device - Google Patents
Rotary drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013062914A JP2013062914A JP2011198586A JP2011198586A JP2013062914A JP 2013062914 A JP2013062914 A JP 2013062914A JP 2011198586 A JP2011198586 A JP 2011198586A JP 2011198586 A JP2011198586 A JP 2011198586A JP 2013062914 A JP2013062914 A JP 2013062914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor generator
- transistors
- inverter
- drive device
- rotary drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、モータジェネレータ及びインバータを備えた回転駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a rotary drive device including a motor generator and an inverter.
従来の回転駆動装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、インバータと、このインバータから供給される三相交流電力に応じた駆動力を発生するモータジェネレータと、インバータとモータジェネレータとを繋ぐ供給線に設けられ、温度が所定値以上に上昇すると変形して供給線を断線させるバイメタル等の変形部材とを備えたものが知られている。
As a conventional rotary drive device, for example, as described in
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、インバータにおいて一相のトランジスタ(スイッチング素子)の短絡故障(一相短絡故障)が起きた場合に、モータジェネレータで発生した逆起電力に起因するモータジェネレータ自体や供給線の損傷(2次故障)を防ぐことはできる。しかし、トランジスタに流れる電流を計測するためには別途センサが必要になり、結果的に装置が大型化することになる。 However, the following problems exist in the prior art. That is, when a short-circuit failure (one-phase short-circuit failure) of a one-phase transistor (switching element) occurs in the inverter, the motor generator itself or the supply line is damaged (secondary failure) due to the counter electromotive force generated in the motor generator. ) Can be prevented. However, a separate sensor is required to measure the current flowing through the transistor, resulting in an increase in the size of the device.
本発明の目的は、装置の小型化を図りつつ、スイッチング素子の短絡故障時にモータジェネレータで発生した逆起電力から装置を保護することができる回転駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rotary drive device capable of protecting a device from a counter electromotive force generated in a motor generator when a switching element is short-circuited while reducing the size of the device.
本発明の回転駆動装置は、多相式のモータジェネレータと、モータジェネレータと接続され、複数のスイッチング素子を有する多相式のインバータと、複数のスイッチング素子に直列に接続され、ヒューズ機能を有する複数のシャント抵抗とを備えることを特徴とするものである。 A rotary drive device of the present invention includes a multiphase motor generator, a multiphase inverter connected to the motor generator and having a plurality of switching elements, and a plurality of fuse elements connected in series to the plurality of switching elements and having a fuse function. The shunt resistor is provided.
このような本発明の回転駆動装置においては、ヒューズ機能を有するシャント抵抗をスイッチング素子に直列に接続することにより、スイッチング素子の短絡故障により電流集中が起きると、当該スイッチング素子に接続されたシャント抵抗のオープン故障が発生するため、インバータとモータジェネレータとの間で電流が流れなくなる。これにより、モータジェネレータで発生した逆起電力から装置を保護することができる。また、各スイッチング素子に流れる電流はシャント抵抗によって計測されることになるため、電流を計測するためのセンサを別途設ける必要が無い。これにより、装置の小型化を図ることができる。 In such a rotary drive device of the present invention, when a shunt resistor having a fuse function is connected in series to the switching element, and current concentration occurs due to a short-circuit failure of the switching element, the shunt resistor connected to the switching element. Since an open failure occurs, no current flows between the inverter and the motor generator. Thereby, the apparatus can be protected from the counter electromotive force generated by the motor generator. Further, since the current flowing through each switching element is measured by a shunt resistor, it is not necessary to separately provide a sensor for measuring the current. Thereby, size reduction of an apparatus can be achieved.
好ましくは、シャント抵抗は、スイッチング素子とインバータの共通線との間に接続されている。この場合には、インバータと複数のシャント抵抗とが一体的に形成可能となるため、装置を効率的に小型化することができる。 Preferably, the shunt resistor is connected between the switching element and the common line of the inverter. In this case, since the inverter and the plurality of shunt resistors can be integrally formed, the device can be efficiently downsized.
また、シャント抵抗は、モータジェネレータとインバータとを繋ぐケーブルに設けられていても良い。この場合には、シャント抵抗の数を最小限に抑えて、低コスト化を図ることができる。 The shunt resistor may be provided on a cable connecting the motor generator and the inverter. In this case, the number of shunt resistors can be minimized and the cost can be reduced.
本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、スイッチング素子の短絡故障時にモータジェネレータで発生した逆起電力から装置を保護することができる。 According to the present invention, the device can be protected from the back electromotive force generated in the motor generator when the switching element is short-circuited while reducing the size of the device.
以下、本発明に係わる回転駆動装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a rotary drive device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明に係わる回転駆動装置の一実施形態を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の回転駆動装置1は、ハイブリッド自動車(HV)や電気自動車(EV)等に搭載され、図示しない駆動輪を回転駆動させる装置である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a rotary drive device according to the present invention. In the figure, a
回転駆動装置1は、三相交流式のモータジェネレータ2と、このモータジェネレータ2とパワーケーブル3を介して接続され、電力変換を行う三相式のインバータ4とを備えている。
The
モータジェネレータ2は、インバータ4から供給される三相交流電力に応じた駆動力を発生し、図示しない駆動軸及びディファレンシャルギアを介して駆動輪を回転させる。モータジェネレータ2は、互いにY結線接続されたU相コイル5a、V相コイル5b及びW相コイル5cを有している。
The
インバータ4は、U相アーム回路6aと、V相アーム回路6bと、W相アーム回路6cとを有している。
The
U相アーム回路6aは、正共通線7と負共通線8との間に直列接続されたトランジスタ9a,10aと、これらのトランジスタ9a,10aにそれぞれ逆並列接続されたダイオード11a,12aとを有している。U相アーム回路6aでは、トランジスタ9a,10aのスイッチング動作が行われることで、トランジスタ9a,10aの接続点SaにU相電圧が生じる。
The
V相アーム回路6bは、正共通線7と負共通線8との間に直列接続されたトランジスタ9b,10bと、これらのトランジスタ9b,10bにそれぞれ逆並列接続されたダイオード11b,12bとを有している。V相アーム回路6bでは、トランジスタ9b,10bのスイッチング動作が行われることで、トランジスタ9b,10bの接続点SbにV相電圧が生じる。
The V-
W相アーム回路6cは、正共通線7と負共通線8との間に直列接続されたトランジスタ9c,10cと、これらのトランジスタ9c,10cにそれぞれ逆並列接続されたダイオード11c,12cとを有している。W相アーム回路6cでは、トランジスタ9c,10cのスイッチング動作が行われることで、トランジスタ9c,10cの接続点ScにW相電圧が生じる。
The W-
なお、トランジスタ9a〜10cとしては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)が用いられる。また、正共通線7と負共通線8との間にはコンデンサ13が接続されている。
For example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used as the
トランジスタ9a〜9cのコレクタ端子と正共通線7との間には、シャント抵抗14a〜14cがそれぞれ接続され、トランジスタ10a〜10cのエミッタ端子と負共通線8との間には、シャント抵抗15a〜15cがそれぞれ接続されている。つまり、これらのシャント抵抗14a〜15cは、それぞれトランジスタ9a〜10cと直列に接続されている。シャント抵抗14a〜15cは、ヒューズ機能を有し、所定量以上の電流が流れるとオープン故障を起こすような素子である。
トランジスタ9a,10aの接続点SaとU相コイル5aとはU相供給線16aにより接続されており、U相アーム回路6aで生じたU相電圧がU相供給線16aを介してモータジェネレータ2に供給される。トランジスタ9b,10bの接続点SbとV相コイル5bとはV相供給線16bにより接続されており、V相アーム回路6bで生じたV相電圧がV相供給線16bを介してモータジェネレータ2に供給される。トランジスタ9c,10cの接続点ScとW相コイル5cとはW相供給線16cにより接続されており、W相アーム回路6cで生じたW相電圧がW相供給線16cを介してモータジェネレータ2に供給される。供給線16a〜16cの一部は、モータジェネレータ2とインバータ4とを繋ぐパワーケーブル3に内蔵されている。
The connection point Sa between the
図2は、比較例として従来の回転駆動装置の一つを示す回路構成図である。同図に示す回転駆動装置100は、上記のインバータ4に代えてインバータ20を備えている。インバータ20は、シャント抵抗14a〜15cが設けられていない点のみ、インバータ4と異なっている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing one of conventional rotary drive devices as a comparative example. The
このような回転駆動装置100において、車両の走行中に、例えばインバータ4におけるU相アーム回路6aのトランジスタ10aの短絡故障(一相短絡故障)が発生すると、インバータ4が停止する。このとき、車両が惰性で止まるまでは、慣性走行によってモータジェネレータ2は駆動輪に引きずられて回転する。また、故障した車両の牽引時にも、駆動輪が引きずられるため、モータジェネレータ2が回転する。すると、モータジェネレータ2に逆起電力が発生し、図2の破線Xで示す経路で電流が流れる。つまり、短絡故障したトランジスタ10aに集中して電流が流れてしまう。従って、モータジェネレータ2の発熱によりモータジェネレータ2自体が損傷したり、モータジェネレータ2とインバータ4とを繋ぐパワーケーブル3が損傷することがある。
In such a
ここで、モータジェネレータ2と駆動輪(図示せず)とをクラッチ等により切り離すことで、モータジェネレータ2に加わる外部トルクを無くすことができるが、そのための機構を追加する必要があり、コストアップ及び大型化につながる。また、過大な電流が流れることを防ぐためには、電流センサにより電流を検出することが考えられるが、モータジェネレータ制御用に使用されている非接触型の電流センサは高価である。
Here, it is possible to eliminate the external torque applied to the
これに対し、ヒューズ機能を有するシャント抵抗14a〜15cを備えた本実施形態の回転駆動装置1においては、図3(a)に示すように、例えばインバータ4におけるU相アーム回路6aのトランジスタ10aの短絡故障が発生し、モータジェネレータ2に生じた逆起電力によって図中の破線Xで示す経路でトランジスタ10aに過大な電流が流れると、シャント抵抗15aが容量オーバーとなる。すると、図3(b)に示すように、シャント抵抗15aが溶断することでシャント抵抗15aのオープン故障が起こり、電流が流れなくなる。従って、モータジェネレータ2やパワーケーブル3の損傷を回避することができる。
On the other hand, in the
以上のように本実施形態によれば、トランジスタ9a〜10cの短絡故障によりトランジスタ9a〜10cに必要以上の電流が流れるとオープン故障を起こすシャント抵抗14a〜15cを設けたので、モータジェネレータ2やパワーケーブル3を保護することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、シャント抵抗14a〜15cがトランジスタ9a〜10cに流れる電流を計測することになるので、電流センサを別途設ける必要が無く、回転駆動装置1の小型化及び低コスト化を図ることができる。
Further, since the
さらに、正共通線7と負共通線8との間にシャント抵抗14a〜15cを接続することにより、インバータ4とシャント抵抗14a〜15cとの一体化が図られるため、回転駆動装置1を効率的に小型化することができる。
Furthermore, since the
図4は、本発明に係わる回転駆動装置の他の実施形態を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の回転駆動装置21は、上記のモータジェネレータ2及びインバータ20を備えている。これらのモータジェネレータ2及びインバータ20は、パワーケーブル3により繋がれている。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the rotary drive device according to the present invention. In the figure, a
また、回転駆動装置21は、シャント抵抗22a〜22cを備えている。シャント抵抗22a〜22cは、上記のシャント抵抗14a〜15cと同じ構造を有している。シャント抵抗22a〜22cは、供給線16a〜16cにおけるパワーケーブル3に内蔵された部位にそれぞれ設けられている。従って、シャント抵抗22aは、トランジスタ9a,10aと直列に接続され、シャント抵抗22bは、トランジスタ9b,10bと直列に接続され、シャント抵抗22cは、トランジスタ9c,10cと直列に接続されていることとなる。
The
このように本実施形態においても、ヒューズ機能を有するシャント抵抗22a〜22cを設けたので、モータジェネレータ2やパワーケーブル3を保護することができると共に、電流センサを別途設ける必要が無いため、回転駆動装置21の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、シャント抵抗22a〜22cをパワーケーブル3に相毎に設けることにより、シャント抵抗22a〜22cの数が必要最小限で済む。
As described above, also in the present embodiment, since the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、三相式のモータジェネレータ及びインバータを使用したが、使用するモータジェネレータ及びインバータとしては、多相式であれば良い。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a three-phase motor generator and an inverter are used. However, the motor generator and the inverter to be used may be a multi-phase type.
1…回転駆動装置、2…モータジェネレータ、3…パワーケーブル、4…インバータ、7…正共通線、8…負共通線、9a〜9c…トランジスタ(スイッチング素子)、10a〜10c…トランジスタ(スイッチング素子)、14a〜14c…シャント抵抗、15a〜15c…シャント抵抗、20…インバータ、21…回転駆動装置、22a〜22c…シャント抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記モータジェネレータと接続され、複数のスイッチング素子を有する多相式のインバータと、
前記複数のスイッチング素子に直列に接続され、ヒューズ機能を有する複数のシャント抵抗とを備えることを特徴とする回転駆動装置。 A multiphase motor generator,
A multiphase inverter connected to the motor generator and having a plurality of switching elements;
A rotation drive device comprising: a plurality of shunt resistors connected in series to the plurality of switching elements and having a fuse function.
The rotary drive device according to claim 1, wherein the shunt resistor is provided on a cable connecting the motor generator and the inverter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011198586A JP2013062914A (en) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Rotary drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011198586A JP2013062914A (en) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Rotary drive device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013062914A true JP2013062914A (en) | 2013-04-04 |
Family
ID=48187102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011198586A Pending JP2013062914A (en) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Rotary drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013062914A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020036446A (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 株式会社Subaru | Power conversion device and vehicle |
CN114421848A (en) * | 2022-01-21 | 2022-04-29 | 安徽大学 | Fault-tolerant control method for short-circuit fault of switched reluctance motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004106664A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Koyo Seiko Co Ltd | Electric power steering unit |
JP2007159355A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for wound-field rotating electric machine |
JP2009171701A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
JP2009232569A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nsk Ltd | Motor drive control device and electric power steering arrangement using the same |
JP2009291045A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi Koki Co Ltd | Battery pack |
-
2011
- 2011-09-12 JP JP2011198586A patent/JP2013062914A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004106664A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Koyo Seiko Co Ltd | Electric power steering unit |
JP2007159355A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for wound-field rotating electric machine |
JP2009171701A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
JP2009232569A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nsk Ltd | Motor drive control device and electric power steering arrangement using the same |
JP2009291045A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi Koki Co Ltd | Battery pack |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020036446A (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 株式会社Subaru | Power conversion device and vehicle |
CN110932535A (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-27 | 株式会社斯巴鲁 | Power conversion device and vehicle |
US10720923B2 (en) | 2018-08-29 | 2020-07-21 | Subaru Corporation | Power conversion apparatus and vehicle |
CN114421848A (en) * | 2022-01-21 | 2022-04-29 | 安徽大学 | Fault-tolerant control method for short-circuit fault of switched reluctance motor |
CN114421848B (en) * | 2022-01-21 | 2023-09-19 | 安徽大学 | A fault-tolerant control method for short-circuit faults of switched reluctance motors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5590076B2 (en) | Control device for multi-phase rotating machine | |
JP5760830B2 (en) | Control device for three-phase rotating machine | |
JP5095042B1 (en) | Motor drive device | |
JP6651782B2 (en) | Rotating electric machine control device and electric power steering device using the same | |
CN110460254B (en) | Control circuit for power converter | |
JP5826292B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP6299574B2 (en) | Electronic equipment | |
JP6630539B2 (en) | Power conversion device and electric power steering device | |
JP6589929B2 (en) | Drive device | |
JP5094805B2 (en) | Voltage detection device and power conversion device using the same | |
JP6769247B2 (en) | Rotating electrical system | |
JP6494860B2 (en) | Three-phase duplex motor device for electric power steering device | |
JPWO2016063368A1 (en) | Electric power steering device | |
JP6426465B2 (en) | Power converter | |
JP6625225B2 (en) | Control device for rotating machine and control device for electric power steering | |
JPWO2016038683A1 (en) | Inverter device for driving multiphase AC motor | |
JP5642483B2 (en) | Inverter device and electric vehicle equipped with the same | |
JP6423264B2 (en) | Power converter | |
JP6685427B2 (en) | Rotating electric machine control device, and electric power steering apparatus including the rotating electric machine control device | |
CN109891739A (en) | Electric power steering apparatus | |
JP6207973B2 (en) | Motor control device | |
JP2013062914A (en) | Rotary drive device | |
JP5472730B2 (en) | Rotating electrical machine control device and electric power steering device using the same | |
JP6404646B2 (en) | Electric vehicle | |
JP2011244577A (en) | Inverter circuit failure detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131010 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141202 |