JP2005151664A - Switched reluctance motor drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスイッチト・リラクタンス・モーター(以下、SRMという)の駆動制御装置に関し、特に、モーターおよび装置の故障診断方法に関する。 The present invention relates to a drive control device for a switched reluctance motor (hereinafter referred to as SRM), and more particularly to a motor and device failure diagnosis method.
ピークホールド回路によりSRMの固定子巻線に流れるコイル電流のピーク値Ip1〜Ip3を検出し、いずれかのコイル電流ピーク値が他のコイル電流ピーク値に比べて異常な値であればモーター駆動制御装置の故障と判定するようにしたSRMの駆動制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 The peak hold circuit detects peak values Ip1 to Ip3 of the coil current flowing in the stator winding of the SRM, and if any of the coil current peak values is abnormal compared to the other coil current peak values, motor drive control There is known an SRM drive control device that is determined to be a device failure (see, for example, Patent Document 1).
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
しかしながら、従来のSRM駆動制御装置では、単にSRMの固定子巻線に流れるコイル電流のピーク値を検出して比較しているだけであるから、SRM駆動制御装置の中のどの部位が故障しているのか、またどのうような故障の原因なのかを特定できず、故障診断に時間がかかり、装置の動作を継続して故障していない部位にダメージを与えてしまうという問題がある。 However, since the conventional SRM drive control device simply detects and compares the peak value of the coil current flowing in the stator winding of the SRM, any part of the SRM drive control device fails. It is not possible to identify the cause of the failure and the cause of the failure, and it takes a long time to diagnose the failure, and the operation of the apparatus is continued to cause damage to a non-failed part.
インバーターの各相のスイッチング素子に対して複数のスイッチングパターンにしたがってスイッチングを行い、電流検出器より検出された巻線電流と電圧検出器により検出された直流電源電圧変化率とに基づいて、インバーターおよびSRMの故障の部位と故障の原因とを診断する際に、電流検出器より検出された巻線電流と電圧検出器により検出された直流電源電圧変化率とに基づいて直流電源を短絡させる故障の発生を判定し、故障発生判定時には直ちにスイッチング素子をオフする。 The switching elements of each phase of the inverter are switched according to a plurality of switching patterns, and based on the winding current detected by the current detector and the DC power supply voltage change rate detected by the voltage detector, the inverter and When diagnosing the location of the SRM failure and the cause of the failure, a failure of short-circuiting the DC power supply based on the winding current detected by the current detector and the DC power supply voltage change rate detected by the voltage detector When the occurrence of a failure is determined, the switching element is immediately turned off.
本発明によれば、直流電源を短絡させる故障を検出でき、故障部位の拡大を防止できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the failure which short-circuits DC power supply can be detected, and the expansion of a failure part can be prevented.
図1は第1の実施の形態の構成を示す。第1の実施の形態のSRM駆動制御装置は、三相巻線のスイッチト・リラクタンス・モーター(SRM)の固定子巻線であるU相巻線1a、V相巻線1bおよびW相巻線1cに矩形波電圧を印加するSRM駆動用インバータ2と、SRM駆動用インバーター2を制御するSRM制御部5と、インバーター2へ直流電源を供給する直流電源3と、インバーター2のDCリンクに接続されるコンデンサー6とから構成される。
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment. The SRM drive control apparatus according to the first embodiment includes a U-phase winding 1a, a V-phase winding 1b, and a W-phase winding that are stator windings of a switched reluctance motor (SRM) having three-phase windings.
なお、スイッチト・リラクタンス・モーター(SRM)は永久磁石を用いないモーターで、突極構造の回転子と固定子とを有し、これらの回転子と固定子間の磁気抵抗(リラクタンス)が最小になるように巻線1a〜1cの励磁相を切り換えることによって、回転動力を発生する。このSRMは構造が頑強であり、高温環境下でも使用でき、高速運転に向いているなどの特徴があり、電気自動車や高速モーターへの応用が期待されている。図1では、SRMの巻線1a〜1cのみを図示し、SRMの機械的および構造的な部分に関しては本願発明に直接関係しないので図示を省略する。 A switched reluctance motor (SRM) is a motor that does not use a permanent magnet, and has a salient pole structure rotor and stator, and the magnetic reluctance (reluctance) between these rotors and stator is minimal. Rotational power is generated by switching the excitation phases of the windings 1a to 1c so that. This SRM has a robust structure, can be used even in a high temperature environment, and is suitable for high-speed driving, and is expected to be applied to electric vehicles and high-speed motors. In FIG. 1, only the windings 1a to 1c of the SRM are illustrated, and the mechanical and structural parts of the SRM are not directly related to the present invention and are not illustrated.
SRM駆動用インバーター2は、6個のスイッチング素子2a〜2fと6個のダイオード2g〜2lにより直流電源3の直流電圧を矩形波電圧に変換してSRMの3相巻線1a、1b、1cに印加する。なお、インバーター2と直流電源3との接続線はDCリンクと呼ばれ、このDCリンクの直流電源3の正側(P側)と負側(N側)の間にはコンデンサー6が接続されている。
The
この一実施の形態では、6個のスイッチング素子2a〜2fを、U相上段(P側)スイッチング素子2a、V相上段(P側)スイッチング素子2b、W相上段(P側)スイッチング素子2c、U相下段(N側)スイッチング素子2d、V相下段(N側)スイッチング素子2eおよびW相下段(N側)スイッチング素子2fと呼ぶ。また、6個のダイオード2g〜2lを、U相上段(P側)ダイオード2g、V相上段(P側)ダイオード2h、W相上段(P側)ダイオード2i、U相下段(N側)ダイオード2j、V相下段(N側)ダイオード2kおよびW相下段(N側)ダイオード2lと呼ぶ。 In this embodiment, the six switching elements 2a to 2f are divided into a U-phase upper stage (P side) switching element 2a, a V phase upper stage (P side) switching element 2b, a W phase upper stage (P side) switching element 2c, They are referred to as a U-phase lower stage (N side) switching element 2d, a V-phase lower stage (N side) switching element 2e, and a W-phase lower stage (N side) switching element 2f. Further, the six diodes 2g to 2l are composed of a U-phase upper stage (P side) diode 2g, a V phase upper stage (P side) diode 2h, a W phase upper stage (P side) diode 2i, and a U phase lower stage (N side) diode 2j. , V phase lower stage (N side) diode 2k and W phase lower stage (N side) diode 2l.
また、U、V、W相の上段側(P側)スイッチング素子2a、2b、2cをまとめて“上段スイッチング素子”または“P側スイッチング素子”と呼び、U、V、W相の下段側(N側)スイッチング素子2d、2e、2fをまとめて“下段スイッチング素子”または“N側スイッチング素子”と呼ぶ。さらに、U、V、W相の上段側(P側)ダイオード2g、2h、2iをまとめて“上段ダイオード”または“P側ダイオード”と呼び、U、V、W相の下段側(N側)ダイオード2j、2k、2lをまとめて“下段ダイオード”または“N側ダイオード”と呼ぶ。 Further, the upper side (P side) switching elements 2a, 2b, and 2c of the U, V, and W phases are collectively referred to as "upper stage switching elements" or "P side switching elements", and the lower side of the U, V, and W phases ( N-side) switching elements 2d, 2e, and 2f are collectively referred to as “lower switching elements” or “N-side switching elements”. Furthermore, the upper stage (P side) diodes 2g, 2h, and 2i of the U, V, and W phases are collectively referred to as "upper stage diode" or "P side diode", and the lower stage side (N side) of the U, V, and W phases. The diodes 2j, 2k, and 2l are collectively referred to as “lower diodes” or “N-side diodes”.
SRM駆動用インバーター2はまた、SRMのU相巻線1aに流れる電流を検出するU相巻線電流センサー4aと、V相巻線1bに流れる電流を検出するV相巻線電流センサー4bと、W相巻線1cに流れる電流を検出するW相巻線電流センサー4cとを備えている。
The SRM
SRM制御部5は、インバータスイッチング素子2a〜2fに駆動信号を与えるインバータ駆動信号生成部5aと、巻線電流センサー4a〜4cの出力値から巻線電流を検出する巻線電流検出部5bと、インバーター2のDCリンクにおける直流電圧の時間変化率を検出する直流電圧変化率検出部5cと、巻線電流検出部5bによる検出値と直流電圧変化率検出部5cによる検出値のいずれか一方または両方に基づいてSRMまたはその駆動制御装置の故障部位と故障原因を特定する故障検出部5dと、故障個所と故障原因を記憶する故障個所・原因記憶部5eとを備えている。
The
次に、故障診断時にスイッチング素子2a〜2fに与える3種類のスイッチングパターンについて説明する。図2は、3種類のスイッチングパターン1〜3を順に実行したときの、1相分の上段スイッチング素子駆動信号と下段スイッチング素子駆動信号を示す。
Next, three types of switching patterns given to the switching elements 2a to 2f at the time of failure diagnosis will be described. FIG. 2 shows an upper switching element driving signal and a lower switching element driving signal for one phase when three types of
スイッチングパターン1では、故障診断を行う相の上段のスイッチング素子のみをオンし、その間、下段のスイッチング素子をオフにする。このスイッチングパターン1の実行中に故障を検出した場合には直ちに上段のスイッチング素子をオフし、故障を検出しなかった場合は所定時間t1経過後に上段のスイッチング素子をオフする。
In the
スイッチングパターン2では、故障診断を行う相の下段のスイッチング素子のみをオンし、その間、上段のスイッチング素子をオフにする。このスイッチングパターン2の実行中に故障を検出した場合には直ちに下段のスイッチング素子をオフし、故障を検出しなかった場合は所定時間t2経過後に下段のスイッチング素子をオフする。
In the
スイッチングパターン3では、故障診断を行う相の上段と下段のスイッチング素子を同時にオンする。このスイッチングパターン3の実行中に故障を検出した場合には直ちに上下段のスイッチング素子をオフし、故障を検出しなかった場合は所定時間t3経過後に上下段のスイッチング素子をオフする。
In
次に、スイッチングパターンを1、2、3の順番にU相上下のスイッチング素子2a、2dに与えたときのU相巻線電流、U相巻線電圧、インバーター2のDCリンクの直流電圧について、故障モードごとに図3〜図7を用いて説明する。図3〜図7では上から順に、各故障モードにおける上段スイッチング素子2aの駆動信号、下段スイッチング素子2dの駆動信号、上段スイッチング素子2aの動作状態、下段スイッチング素子2dの動作状態、SRMのU相巻線1aの巻線電流、インバーターDCリンクの直流電圧の波形を示す。
Next, regarding the U-phase winding current, the U-phase winding voltage, and the DC voltage of the DC link of the
図3は正常時のインバーター2のU相各部の動作波形を示す。スイッチングパターン1および2では、SRMのU相巻線1aの巻線電圧と巻線電流はともに0のままである。スイッチングパターン3では、上下段のスイッチング素子2aと2dが共にオンしている時間t3において、SRMのU相巻線1aに次式で表される電流iuが流れる。
iu=(1/L)∫Edt ・・・ (1)
(1)式において、LはSRMのU相巻線1aのインダクダンス、Eはインバーター2のDCリンク電圧、tは上段スイッチング素子2aと下段スイッチング素子2dが共にオンしてからの経過時間である。時間t3が経過し、上下段のスイッチング素子2a、2dがオフすると、ダイオード2gと2jを経由して巻線電流が直流電源3へ回生し、巻線電流が減衰していく。
FIG. 3 shows operation waveforms of each part of the U phase of the
iu = (1 / L) ∫Edt (1)
In equation (1), L is the inductance of the U-phase winding 1a of the SRM, E is the DC link voltage of the
図4は、上段のダイオード2gが短絡した場合のU相各部の動作波形を示す。この故障モードでは、すべてのスイッチングパターン1〜3において巻線電流は流れない。インバーターDCリンクの直流電圧は、スイッチングパターン1では正常時と同様な値を示し、スイッチングパターン2では下段スイッチング素子2dがオンしている時間t2の間、ほぼ0になり、スイッチングパターン3では上下段のスイッチング素子2a、2dが共にオンしている時間t3の間、ほぼ0になる。
FIG. 4 shows an operation waveform of each part of the U phase when the upper diode 2g is short-circuited. In this failure mode, no winding current flows in all the
図5は、下段のダイオード2jが短絡した場合のU相各部の動作波形を示す。この故障モードでは、すべてのスイッチングパターン1〜3において巻線電流は流れない。インバーターDCリンクの直流電圧は、スイッチングパターン2では正常時と同じ値を示し、スイッチングパターン1では上段のスイッチング素子2aがオンしている時間t1の間、ほぼ0になり、スイッチングパターン3では上下段のスイッチング素子2a、2dが共にオンしている時間t3の間、ほぼ0になる。
FIG. 5 shows an operation waveform of each part of the U phase when the lower diode 2j is short-circuited. In this failure mode, no winding current flows in all the
図6は、SRMのU相巻線1aが短絡した場合のU相各部の動作波形を示す。この故障モードでは、スイッチングパターン1と2では正常時と同様な巻線電流波形が得られるが、スイッチングパターン3では上下のスイッチング素子2aと2dが共にオンしている時間t3の間、大きな巻線電流が流れる。また、インバーターDCリンクの直流電圧は、スイッチングパターン1と2では正常時と同様な電圧波形が得られるが、スイッチングパターン3では上下のスイッチング素子2aと2dが共にオンしている時間t3の間、ほぼ0になる。
FIG. 6 shows an operation waveform of each part of the U phase when the SRM U phase winding 1a is short-circuited. In this failure mode, the same winding current waveform is obtained in the
図7は、SRMのU相巻線の正側(P側)端子が地絡した場合のU相各部の動作波形を示す。この故障モードでは、スイッチングパターン2では正常時と同様な巻線電流波形が得られるが、スイッチングパターン1と3では上段スイッチング素子2aがオンしている時間t1とt3の間、大きな巻線電流が流れる。また、インバーターDCリンクの直流電圧は、スイッチングパターン2では正常時と同様な電圧波形が得られるが、スイッチングパターン1と3では上段スイッチング素子2aがオンしている時間t1とt3の間、ほぼ0になる。
FIG. 7 shows an operation waveform of each part of the U phase when the positive side (P side) terminal of the U phase winding of the SRM is grounded. In this failure mode, the same winding current waveform is obtained in the
次に、故障の検出方法について説明する。故障の検出には、巻線電流検出部5bにより検出した巻線電流、もしくは直流電圧変化率検出部5cにより検出したインバーターDCリンクの直流電圧変化率の内のいずれか一方または両方の値を用いる。この一実施の形態では巻線電流と直流電圧変化率の両方を用いた故障検出方法を説明する。 Next, a failure detection method will be described. For detecting the failure, either or both of the winding current detected by the winding current detection unit 5b and the DC voltage change rate of the inverter DC link detected by the DC voltage change rate detection unit 5c are used. . In this embodiment, a failure detection method using both the winding current and the DC voltage change rate will be described.
SRMの巻線短絡または巻線正側(P側)端子地絡が発生すると、故障診断中に巻線に大きな電流が流れる。したがって、所定の電流しきい値ioc[A]を設定し、巻線電流検出部5bにより検出した巻線電流iがしきい値iocを超えた場合、SRMの巻線短絡または巻線正側(P側)端子地絡が発生したと判定する。 When an SRM winding short circuit or a winding positive side (P side) terminal ground fault occurs, a large current flows through the winding during failure diagnosis. Therefore, when a predetermined current threshold value ioc [A] is set and the winding current i detected by the winding current detection unit 5b exceeds the threshold value ioc, the SRM winding short-circuit or the positive winding side ( P side) It is determined that a terminal ground fault has occurred.
また、直流電源3の短絡故障が発生すると大きな短絡電流が流れる。このとき、DCリンクコンデンサー6から流れる電流isは次式のように表される。
is=C・dv/dt ・・・ (2)
(2)式において、電流isはコンデンサー6に流れ込む向きを正とし、Cはコンデンサー6の静電容量、vはコンデンサー6の両端電圧である。直流電源3の短絡故障が発生していれば電流is≪0となる短絡電流が発生し、(2)式よりdv/dt≪0となる。すなわち、インバーターDCリンクの直流電圧が急激に低下する。したがって、負の大きさの電圧変化率しきい値vod[V/sec]を設定し、直流電圧変化率検出部5cにより検出した直流電圧変化率dv/dtがしきい値vodを下回った場合、直流電源3の短絡故障が発生したと判定する。
Further, when a short circuit failure of the
is = C · dv / dt (2)
In the equation (2), the direction of the current is flowing into the capacitor 6 is positive, C is the capacitance of the capacitor 6, and v is the voltage across the capacitor 6. If a short circuit failure of the
図4〜図7に示す故障モードにおいて、スイッチングパターン2でインバーターDCリンクの直流電圧変化率dv/dtがしきい値vodを下回った場合(dv/dt<vod)には、診断相の上段(P側)のダイオード(2g、2h、2i)の短絡故障が発生していると判断する。 In the failure mode shown in FIGS. 4 to 7, when the DC voltage change rate dv / dt of the inverter DC link falls below the threshold value vod in the switching pattern 2 (dv / dt <vod), the upper stage ( It is determined that a short circuit fault has occurred in the diode (2g, 2h, 2i) on the P side.
また、スイッチングパターン1でSRMの巻線電流iがしきい値iocより小さく、かつ直流電圧変化率dv/dtがしきい値vodを下回った場合(i<ioc、dv/dt<vod)には、診断相の下段(N側)のダイオード(2j、2k、2l)の短絡故障が発生していると判断する。 Further, when the winding current i of the SRM is smaller than the threshold value ioc and the DC voltage change rate dv / dt is lower than the threshold value vod in the switching pattern 1 (i <ioc, dv / dt <vod). Then, it is determined that a short-circuit failure has occurred in the diode (2j, 2k, 2l) on the lower stage (N side) of the diagnostic phase.
スイッチングパターン1で巻線電流iがしきい値iocより小さく(i<ioc)、かつスイッチングパターン3で巻線電流iがしきい値iocより大きく(i>ioc)なった場合には、SRMの巻線短絡が発生していると判断する。
When the winding current i is smaller than the threshold value ioc (i <ioc) in the
スイッチングパターン1で巻線電流iがしきい値iocより大きく、かつ直流電圧変化率dv/dtがしきい値vodを下回った場合(i>ioc、dv/dt<vod)には、SRMの巻線正側(P側)端子に地絡故障が発生していると判断する。
When the winding current i is larger than the threshold value ioc and the DC voltage change rate dv / dt is lower than the threshold value vod (i> ioc, dv / dt <vod) in the
なお、スイッチングパターンによる故障診断を実行中に故障を検出した場合には、直ちに上下段のスイッチング素子2a〜2fの駆動信号をオフし、以降のスイッチングパターンによる故障診断も中止する。続いて故障個所・原因記憶部5eに故障の発生箇所と故障原因を記録し、次回の故障検査前に記録情報を読み出して故障が発生している相のスイッチング素子をオンしないようにする。 If a failure is detected during the failure diagnosis based on the switching pattern, the drive signals of the upper and lower switching elements 2a to 2f are immediately turned off, and the failure diagnosis based on the subsequent switching pattern is also stopped. Subsequently, the location and cause of the failure are recorded in the failure location / cause storage unit 5e, and the recorded information is read before the next failure inspection so that the switching element of the phase in which the failure has occurred is not turned on.
このように、一実施の形態によれば、インバーター2の各相のスイッチング素子2a〜2fに対して複数のスイッチングパターンにしたがってスイッチングを行い、巻線電流センサー4a〜4cより検出された巻線電流iと直流電圧変化率検出部5cにより検出された直流電源電圧変化率dv/dtとに基づいて、インバーター2およびSRMの故障の部位と故障の原因とを診断する際に、巻線電流センサー4a〜4cより検出された巻線電流i、もしくは直流電圧変化率検出部5cにより検出された直流電源電圧変化率dv/dtの内のいずれか一方または両方の値に基づいて直流電源3を短絡させる故障の発生を判定し、故障発生判定時には直ちにスイッチング素子2a〜2fをオフする。これにより、直流電源3を短絡させる故障を検出でき、故障部位の拡大を防止できる。さらに、自己保護機能を備えたインバーターを使用しなくても短絡故障が検出できるので、安価にシステムを構成できる。
As described above, according to the embodiment, the switching elements 2a to 2f of the respective phases of the
また、一実施の形態によれば、故障診断相のP側スイッチング素子を所定時間t1だけオンし、同じ相のN側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン1と、故障診断相のN側スイッチング素子を所定時間t2だけオンし、同じ相のP側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン2と、故障診断相のP側スイッチング素子とN側スイッチング素子とを所定時間t3だけ同時にオンするスイッチングパターン3とから成るスイッチングパターンを用い、これらのスイッチングパターン1〜3を実行したときに巻線電流センサー4a〜4cより検出された巻線電流iが予め設定したしきい値iocを超えた場合には、SRM巻線1a〜1cの短絡故障またはSRM巻線P側端子の地絡故障の発生と判定し、直ちにスイッチング素子2a〜2fをオフする。これにより、直流電源3を短絡させる故障を検出でき、故障部位の拡大を防止できる。
In addition, according to the embodiment, the
さらに、一実施の形態によれば、故障診断相のP側スイッチング素子を所定時間t1だけオンし、同じ相のN側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン1と、故障診断相のN側スイッチング素子を所定時間t2だけオンし、同じ相のP側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン2と、故障診断相のP側スイッチング素子とN側スイッチング素子とを所定時間t3だけ同時にオンするスイッチングパターン3とから成るスイッチングパターンを用い、スイッチングパターン1〜3を実行したときに直流電圧変化率検出部5cにより検出された直流電源電圧変化率dv/dtが予め設定したしきい値vodを超えて低下した場合には、SRM巻線1a〜1cの短絡故障、またはSRM巻線P側端子の地絡故障、またはインバーター2のダイオード2g〜2lの短絡故障の発生と判定し、スイッチング素子2a〜2fをオフする。これにより、直流電源3を短絡させる故障を検出でき、故障部位の拡大を防止できる。
Furthermore, according to one embodiment, the
さらにまた、一実施の形態によれば、故障診断結果の故障個所と故障原因を記憶しておき、SRM巻線1a〜1cの短絡故障、SRM巻線P側端子の地絡故障およびインバーター2のダイオード短絡故障のいずれかの発生が記憶されている場合には、故障を検出した相の故障診断を禁止するとともに、その相のスイッチング素子をオフにしたままとするようにしたので、故障している相に対してふたたび故障診断を行うことが避けられ、故障部位の拡大を防止できる。
Furthermore, according to the embodiment, the failure location and the cause of the failure diagnosis result are stored, the short-circuit failure of the SRM windings 1a to 1c, the ground fault failure of the SRM winding P side terminal, and the
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、巻線電流センサー4a〜4cが電流検出器を、直流電圧変化率検出部5cが電圧検出器を、故障検出部5dが故障診断回路および駆動禁止回路を、故障個所・原因記憶部5eが記憶回路をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。 The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the winding current sensors 4a to 4c are current detectors, the DC voltage change rate detection unit 5c is a voltage detector, the failure detection unit 5d is a failure diagnosis circuit and a drive inhibition circuit, and a failure location / cause storage unit 5e is Each memory circuit is configured. In addition, unless the characteristic function of this invention is impaired, each component is not limited to the said structure.
なお、上述した一実施の形態では三相SRMを例に上げて説明したが、SRMは三相に限定されるものではなく、三相以外のSRMに対しても本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the three-phase SRM has been described as an example. However, the SRM is not limited to the three-phase, and the present invention can be applied to SRMs other than the three-phase. .
1a〜1c SRM巻線
2a〜2f スイッチング素子
2g〜2l ダイオード
3 直流電源
4a〜4c 巻線電流センサー
5 SRM制御部
5a インバーター駆動信号生成部
5b 巻線電流検出部
5c 直流電圧変化率検出部
5d 故障検出部
5e 故障個所・原因記憶部
5f 故障しきい値決定部
6 コンデンサー
1a to 1c SRM windings 2a to 2f Switching elements 2g to
Claims (5)
前記SRMの各相巻線に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記インバーターの直流電源電圧の変化率を検出する電圧検出器と、
前記インバーターの各相のスイッチング素子に対して複数のスイッチングパターンにしたがってスイッチングを行い、前記電流検出器より検出された巻線電流と前記電圧検出器により検出された直流電源電圧変化率とに基づいて、前記インバーターおよび前記SRMの故障の部位と故障の原因とを診断する故障診断回路とを備えたSRM駆動制御装置であって、
前記故障診断回路は、前記電流検出器より検出された巻線電流、もしくは前記電圧検出器により検出された直流電源電圧変化率の内のいずれか一方または両方の値に基づいて前記直流電源を短絡させる故障の発生を判定し、故障発生判定時には直ちに前記スイッチング素子をオフすることを特徴とするSRM駆動制御装置。 Each phase is composed of P-side and N-side switching elements and P-side and N-side diodes, and converts a DC voltage of a DC power source into a rectangular wave voltage to convert a multi-phase switched reluctance motor (hereinafter referred to as SRM). An inverter to be applied),
A current detector for detecting a current flowing in each phase winding of the SRM;
A voltage detector for detecting a rate of change of the DC power supply voltage of the inverter;
The switching elements of each phase of the inverter are switched according to a plurality of switching patterns, and based on the winding current detected by the current detector and the DC power supply voltage change rate detected by the voltage detector. A failure diagnosis circuit for diagnosing the failure part and the cause of the failure of the inverter and the SRM,
The fault diagnosis circuit short-circuits the DC power supply based on one or both of a winding current detected by the current detector and a DC power supply voltage change rate detected by the voltage detector. An SRM drive control device characterized in that the occurrence of a failure to be determined is determined and the switching element is immediately turned off when the failure is determined.
前記複数のスイッチングパターンは、故障診断相のP側スイッチング素子を所定時間t1だけオンし、同じ相のN側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン1と、
故障診断相のN側スイッチング素子を所定時間t2だけオンし、同じ相のP側スイッチング素子をオフのままとするスイッチングパターン2と、
故障診断相のP側スイッチング素子とN側スイッチング素子とを所定時間t3だけ同時にオンするスイッチングパターン3とから成ることを特徴とするSRM駆動制御装置。 The SRM drive control device according to claim 1,
The plurality of switching patterns include a switching pattern 1 in which the P-side switching element in the failure diagnosis phase is turned on for a predetermined time t1, and the N-side switching element in the same phase is kept off;
A switching pattern 2 that turns on the N-side switching element of the fault diagnosis phase for a predetermined time t2, and keeps the P-side switching element of the same phase off;
An SRM drive control device comprising: a switching pattern 3 for simultaneously turning on a P-side switching element and an N-side switching element in a failure diagnosis phase for a predetermined time t3.
前記故障診断回路は、前記スイッチングパターン1〜3を実行したときに前記電流検出器より検出された巻線電流が予め設定したしきい値を超えた場合には、前記SRM巻線の短絡故障または前記SRM巻線P側端子の地絡故障の発生と判定し、直ちに前記スイッチング素子をオフすることを特徴とするSRM駆動制御装置。 The SRM drive control device according to claim 2,
If the winding current detected by the current detector exceeds the preset threshold when the switching patterns 1 to 3 are executed, the fault diagnosis circuit detects a short circuit fault in the SRM winding or An SRM drive control apparatus characterized in that it is determined that a ground fault has occurred in the SRM winding P-side terminal, and the switching element is immediately turned off.
前記故障診断回路は、前記スイッチングパターン1〜3を実行したときに前記電圧検出器により検出された直流電源電圧変化率が予め設定したしきい値を下回った場合には、前記SRM巻線の短絡故障、または前記SRM巻線P側端子の地絡故障、または前記インバーターのダイオードの短絡故障の発生と判定し、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とするSRM駆動制御装置。 The SRM drive control device according to claim 2,
If the DC power supply voltage change rate detected by the voltage detector is less than a preset threshold when the switching patterns 1 to 3 are executed, the fault diagnosis circuit short-circuits the SRM winding. An SRM drive control device characterized in that it determines that a failure, a ground fault in the SRM winding P-side terminal, or a short-circuit failure in the inverter diode occurs, and turns off the switching element.
前記故障診断回路による故障診断結果の故障個所と故障原因を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に前記SRM巻線の短絡故障、前記SRM巻線P側端子の地絡故障および前記インバーターのダイオード短絡故障のいずれかの発生が記憶されている場合には、故障を検出した相の故障診断を禁止するとともに、その相のスイッチング素子をオフにしたままとする駆動禁止回路とを備えることを特徴とするSRM駆動制御装置。
In the SRM drive control device according to any one of claims 1 to 4,
A storage circuit for storing a failure location and a failure cause of a failure diagnosis result by the failure diagnosis circuit;
If the storage circuit stores any one of the short circuit fault of the SRM winding, the ground fault of the SRM winding P side terminal, and the diode short circuit fault of the inverter, the phase of the phase in which the fault is detected is stored. An SRM drive control device comprising: a drive inhibition circuit that inhibits failure diagnosis and keeps the switching element of the phase off.
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