| 【発明の名称】 |
インバータ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】角谷 直之
【氏名】田米 正樹
【氏名】玉木 悟史
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| 【要約】 |
【課題】モータから発生する誘起電圧が、瞬時にしてコンデンサに充電されてしまう。その結果、コンデンサは充電されつづけ、耐圧を越えてコンデンサを破壊してしまう可能性がある。
【解決手段】本願発明のインバータ装置は、誘起電圧を発生するモータ１７と、このモータに接続したインバータ１５と、このインバータを介して接続したコンデンサ１３とを備え、インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ電源側接続端電流の変化率が基準電流変化率を下回れば、誘起電圧蓄積オフ手段により、コンデンサ１３とモータ１７との電気接続をオフにする構成であり、インバータ回路に異常が発生すると、察知してコンデンサ１３への誘起電圧の供給をオフしてしまうので、コンデンサ１３は耐圧を越えることがなく、コンデンサ１３を保護することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 誘起電圧を発生するモータと、このモータに接続したインバータと、このインバータを介して接続したコンデンサと、前記インバータのインバータ電圧値を検出するインバータ電圧検出手段と、前記コンデンサと電源との間に流れる電流の変化率を検出する電流監視手段とを備え、前記インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ前記電流監視手段の変化率が基準電流変化率を下回れば、前記コンデンサと前記モータとの電気接続をオフにするインバータ装置。
【請求項２】 二次電池と、この二次電池からの電流を平滑するコンデンサと、平滑された電流を入力するインバータと、このインバータにより変換された電流で駆動するモータと、前記インバータのインバータ電圧値を検出するインバータ電圧検出手段と、前記コンデンサと前記二次電池との間に流れる電流の変化率を検出する電流監視手段とを備え、前記インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ前記電流監視手段の変化率が基準電流変化率を下回れば、誘起電圧蓄積オフ手段により、前記コンデンサと前記モータとの電気接続をオフにするインバータ装置。
【請求項３】 二次電池と、コンデンサとの間にヒューズを備えた請求項２記載のインバータ装置。
【請求項４】 二次電池と、コンデンサとの間にコンタクタを備えた請求項２記載のインバータ装置。
【請求項５】 モータを回生状態制御することができる請求項１又は２記載のインバータ装置。
【請求項６】 コンデンサに並列接続した抵抗を備えた請求項１又は２記載のインバータ装置。
【請求項７】 請求項１又は2記載のインバータ装置を備えた電気自動車。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明はインバータの保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の動力源となるモータを制御するインバータ装置は、図３に示すように二次電池１からの電流を制御するコンタクタ２と、このコンタクタ２を介して電力が供給されるインバータ５と、このインバータ５の電気により駆動する永久磁石を備えたモータ７を備えている。なお、コンタクタ２とインバータ５の間にはインバータ電流を平滑するコンデンサ３と、コンデンサ３に充電された電荷を放電する抵抗４を、コンデンサ３に並列に接続している。このような構成により、電源キーをオン・オフした時や、電気自動車の内部で異常が発生した時等に、制御装置６が感知し、コンタクタに指令を出してインバータ５への電気供給をオン・オフする。なお、モータ７の制御状態が回生制御の場合、モータ７から誘起電圧が発生しやすく、この発生した誘起電圧は二次電池１に蓄電されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コンタクタと二次電池の間に配置したヒューズが溶断し、二次電池とコンデンサからの接続線が切れた場合、モータから発生する誘起電圧が、瞬時にしてコンデンサに充電されてしまう。その結果、コンデンサは充電されつづけ、耐圧を越えてコンデンサを破壊してしまう可能性がある。特に、モータの制御状態が回生制御であると、誘起電圧が発生しやすい。また、制御が力行モードの時はトルクが出ない場合でも、位相を進める制御が働き、結果としてコンデンサが充電され続けて耐圧を越えてしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本願発明のインバータ装置は、誘起電圧を発生するモータと、このモータに接続したインバータと、このインバータを介して接続したコンデンサと、前記インバータのインバータ電圧値を検出するインバータ電圧検出手段と、前記コンデンサと電源との間に流れる電流の変化率を検出する電流監視手段とを備え、前記インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ前記電流監視手段の変化率が基準電流変化率を下回れば、前記コンデンサと前記モータとの電気接続をオフにするので、コンデンサは耐圧を越えることがなく、コンデンサを保護することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本願インバータ装置は、誘起電圧を発生するモータと、このモータに接続したインバータと、このインバータを介して接続したコンデンサと、前記インバータのインバータ電圧値を検出するインバータ電圧検出手段と、前記コンデンサと電源との間に流れる電流の変化率を検出する電流監視手段とを備え、前記インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ前記電流監視手段の変化率が基準電流変化率を下回れば、前記コンデンサと前記モータとの電気接続をオフにするので、コンデンサが耐圧を越えてコンデンサ破損することはない。
【０００６】また、本願インバータ装置は、二次電池と、この二次電池からの電流を平滑するコンデンサと、平滑された電流を入力するインバータと、このインバータにより変換された電流で駆動するモータと、前記インバータのインバータ電圧値を検出するインバータ電圧検出手段と、前記コンデンサと前記二次電池との間に流れる電流の変化率を検出する電流監視手段とを備え、前記インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値を越え、且つ前記電流監視手段の変化率が基準電流変化率を下回れば、誘起電圧蓄積オフ手段により、前記コンデンサと前記モータとの電気接続をオフにするので、コンデンサが耐圧を越えてコンデンサ破損することはない。
【０００７】また、二次電池と、コンデンサとの間にヒューズを設けたことにより、ヒューズが溶断してしまい、モータから発生した誘起電圧が二次電池に蓄電されず、コンデンサに蓄積されたとしても、コンデンサが破壊されることはない。
【０００８】また、二次電池と、コンデンサとの間にコンタクタを備えたことにより、コンタクタの誤動作で、モータから発生した誘起電圧が二次電池に蓄電されず、コンデンサに蓄積されたとしても、コンデンサが破壊されることはない。
【０００９】また、モータが回生状態であると、誘起電圧が発生しやすい。また、コンデンサに並列接続した抵抗を備えたてもよい。
【００１０】また、上記インバータ装置を電気自動車に用いることにより、高い安全性が保たれる。
【００１１】
【実施例】本願のインバータ装置は電気自動車の駆動部分に用いられており、図１に示すように、電気の蓄電が可能な二次電池１１と、この二次電池１１に接続したインバータ１５と、二次電池１１とインバータ１５との間に設け、電気接続のオン・オフのコントロールを行うコンタクタ１２と、このコンタクタ１２とインバータ１５との間に設けたコンデンサ１３と、このコンデンサ１３に並列接続し、コンデンサ１３の電圧を放電する抵抗１４と、インバータ１５により電力を供給される回転駆動を行うモータ１７とを備えている。インバータ１５に接続した制御装置１６は、インバータ電圧値を検出する事が可能であり、且つコンタクタ１２に指示を出し、インバータ１５と二次電池１１との接続をオン、オフをすることができる。更に、制御装置１６は、コンタクタ１２とコンデンサ１３との間に配置したコンデンサ電流値を検出する電流センサ１９とも接続しており、制御装置１６によりコンデンサ電流変化率を監視する事が可能である。
【００１２】本願インバータ装置を備えた電気自動車は、自動車キーにより電源をオンにすると、制御装置１６を介して、コンタクタ１２はオン状態になり、２次電池１１とインバータ１５とを接続する。すると、二次電池１１から電流が供給されモータ１７が力行状態で駆動する。なお、二次電池１１から供給される電流はコンデンサ１３により平滑され、インバータ１５に供給される。
【００１３】電気自動車が、速度を落とす場合などに利用する回生状態の時、永久磁石を備えたモータ１７からは誘起電圧が発生し、二次電池１１に電気が蓄電されていく。ただし、誘起電圧があまりにも大きいと、２次電池１１とコンタクタ１２との間に配設したヒューズ１８が溶断してしまい、モータ１７から発生した誘起電圧は、二次電池１１まで流れず、コンデンサ１３に蓄電し始める。この時、制御装置１６は、インバータ電圧とコンタクタ電流を一定周期毎に監視しており、更に一定周期毎にコンタクタ電流の増減も制御装置１６により監視している。そして、制御装置１６ではインバータ電圧値とコンデンサ耐電圧値（コンデンサに送ってもコンデンサが破壊されない基準電圧値）とを比較し、インバータ電圧値が耐コンデンサ電圧値より大きければ、コンデンサ電流の変化率と基準変化率を比較する。そして、コンデンサ電流の変化率が基準変化率より小さければ、インバータ１５の内部でコンデンサ１３とモータ１７との接続を遮断してしまい、誘起電圧がコンデンサ１３に流れないようにして、コンデンサ１３の破壊を防止する。このように、コンタクタ１２とコンデンサ１３との間の電流変化率を求めることにより、コンデンサ１３と二次電池１１との接続を検出する。コンデンサ１３と二次電池１１との接続がなされていれば、二次電池１１に電流が流れ込むが、コンデンサ１３と二次電池１１との接続が切断されていれば、インバータからの電流がコンデンサに流れ込む可能性があるので、コンデンサ１３とインバータ１５との接続をオフする必要がある。
【００１４】また、制御が力行モードの場合でも、トルクが出ないため位相を進める制御が働く場合、誘起電圧が発生するので、２次電池１１とインバータ１５とが遮断した状態であると、コンデンサ１３に誘起電圧が蓄積される場合がある。この時も、回生状態と同様に、コンデンサ電流変化率、インバータ電圧を監視して、コンデンサの破壊防止をする事が可能である。
【００１５】なお、上述したインバータ電圧と、コンデンサ電流変化率の監視により、コンデンサ１３とモータ１７との遮断の順序を図２のフローチャートで示すと、一定周期で、インバータ電圧と、コンデンサ電圧を検出し、インバータ電圧が耐コンデンサ電圧値より大きければ、更に制御装置で算出したコンデンサ電流変化率と、基準変化率とを比較し、コンデンサ電流変化率が小さければ、モータ１７とコンデンサ１３の接続を遮断してしまう。
【００１６】なお、インバータ装置は電気自動車以外でも用いることは可能であるが、特に電気自動車に用いるインバータへの電流を平滑するコンデンサは大きいので、コンデンサが破壊すると大変危険であり、本願発明のインバータ装置を用いることはとても有用である。
【００１７】
【発明の効果】本願請求項１、２、３、４、５、６記載の発明はモータから発生した誘起電圧がコンデンサに蓄積されても、コンデンサが破壊することはない。更に、ノイズにより誤動作することもない。
【００１８】請求項７記載の発明は、電気自動車の安全性を向上することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３４１６０２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４２６９７ |
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