JP2014217210A - Control device for variable inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電力変換回路のそれぞれと直流電源との間に介在してかつ、前記複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられたLCフィルタを備える電力変換システムに適用される可変インダクタの制御装置に関する。 The present invention is a variable that is applied to a power conversion system that includes an LC filter that is interposed between each of a plurality of power conversion circuits and a DC power supply and is provided corresponding to each of the plurality of power conversion circuits. The present invention relates to an inductor control device.
従来、例えば下記特許文献1に見られるように、直流電源としてのコンバータに並列接続された複数の電力変換回路(インバータ)を備える電力変換システムが知られている。
Conventionally, as can be seen, for example, in
ところで、本発明者は、電力変換システムとして、複数の電力変換回路のそれぞれと直流電源との間に介在してかつ、複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられたLCフィルタを備えるシステムの採用を考えた。ここで、LCフィルタを備えるのは、電力変換回路の入力電圧のリップルを低減させるためである。ここで、上記入力電圧のリップルは、以下に説明するメカニズムで発生する。 By the way, the present inventor, as a power conversion system, is a system including an LC filter interposed between each of a plurality of power conversion circuits and a DC power source and provided corresponding to each of the plurality of power conversion circuits. Considered the adoption of Here, the reason why the LC filter is provided is to reduce the ripple of the input voltage of the power conversion circuit. Here, the ripple of the input voltage is generated by the mechanism described below.
複数の電力変換回路のうち少なくとも1つの駆動に起因して直流電源及び電力変換回路を接続する電気経路に高調波電流が流れる。高調波電流が流れると、上記電気経路に電圧変動が生じ、これによって上記入力電圧のリップルが生じる。 Harmonic current flows through an electrical path connecting the DC power supply and the power conversion circuit due to driving of at least one of the plurality of power conversion circuits. When a harmonic current flows, a voltage fluctuation occurs in the electric path, thereby causing a ripple of the input voltage.
ここで、上記電圧変動の周波数がLCフィルタの共振周波数近傍となると、LCフィルタの共振によってLCフィルタに流れる電流が増大する。LCフィルタに流れる電流が増大すると、コンデンサ等、LCフィルタの構成部品の信頼性が低下するおそれがある。そしてこの場合、LCフィルタによる電力変換回路の入力電圧のリップル低減効果が大きく低下し、電力変換回路の信頼性が低下するおそれもある。 Here, when the frequency of the voltage fluctuation becomes close to the resonance frequency of the LC filter, the current flowing through the LC filter increases due to the resonance of the LC filter. If the current flowing through the LC filter increases, the reliability of LC filter components such as capacitors may be reduced. In this case, the ripple reduction effect of the input voltage of the power conversion circuit by the LC filter is greatly reduced, and the reliability of the power conversion circuit may be reduced.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流電源及び電力変換回路を接続する電気経路の電圧変動に起因したLCフィルタの共振を回避することのできる可変インダクタの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable inductor capable of avoiding LC filter resonance caused by voltage fluctuations in an electrical path connecting a DC power supply and a power conversion circuit. It is to provide a control device.
上記課題を解決すべく、請求項1記載の発明は、直流電源(10)に並列接続されてかつ、スイッチング素子(S¥#)のオンオフ操作によって入力電圧を所定に変換する複数の電力変換回路(20,30,40)と、前記複数の電力変換回路のそれぞれと前記直流電源との間に介在してかつ、該複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられたLCフィルタ(21,31,41)と、を備える電力変換システムに適用される。こうした構成を前提として、請求項1記載の発明は、前記複数の電力変換回路のうち一部の電力変換回路(30,40)に接続された前記LCフィルタ(31,41)は、コンデンサ(35,45)及び可変インダクタ(36,46;50)を備え、前記可変インダクタは、通電状態の操作によって前記可変インダクタの磁気抵抗を可変設定可能な磁気抵抗可変手段(36b;36h;36h,36i;50c,50d)を備え、前記可変インダクタを有する前記LCフィルタが共振するか否かを判断する共振判断手段と、前記共振判断手段によって共振すると判断されたことを条件として、前記直流電源及び前記電力変換回路を接続する電気経路に生じる電圧変動周波数から前記可変インダクタを有する前記LCフィルタの共振周波数を離間させるように、前記磁気抵抗可変手段に対する通電状態を操作する通電状態操作手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
上記発明では、共振判断手段及び通電状態操作手段を備えることで、磁気抵抗可変手段に対する通電状態の操作により、LCフィルタの共振周波数を上記電圧変動周波数から離間させることができる。これにより、上記電気経路の電圧変動に起因したLCフィルタの共振を回避することができる。 In the above invention, the resonance determination unit and the energization state operation unit are provided, whereby the resonance frequency of the LC filter can be separated from the voltage fluctuation frequency by the operation of the energization state with respect to the magnetoresistive variable unit. Thereby, the resonance of the LC filter due to the voltage fluctuation of the electric path can be avoided.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記電力変換システムは、前記複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられてかつ、前記スイッチング素子をオンオフ操作するオンオフ操作手段と、前記複数の電力変換回路のうち前記可変インダクタを有する前記LCフィルタに接続された電力変換回路以外の電力変換回路において、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を可変設定する周波数設定手段と、を備え、前記スイッチング周波数の可変設定により前記電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値は、前記通電状態の操作により前記共振周波数の取り得る範囲の下限値以下に設定されていることを特徴とする。
The invention according to
LCフィルタの共振に起因してLCフィルタの構成部品の信頼性が低下する事態を回避する上では、例えば、想定される上記電圧変動周波数のうち最も低い周波数よりもLCフィルタの共振周波数が低くなるようにLCフィルタを構成することも考えられる。ここで、共振周波数を低くするためには、LCフィルタを構成するインダクタのインダクタンスを大きくすることが要求される。ただし、インダクタンスを大きくすると、インダクタの体格が増大し、ひいてはLCフィルタの体格が増大するといった問題が生じることとなる。そして、この場合、LCフィルタの搭載性が悪化する懸念がある。 In order to avoid a situation in which the reliability of the LC filter components deteriorates due to the resonance of the LC filter, for example, the resonance frequency of the LC filter is lower than the lowest of the assumed voltage fluctuation frequencies. It is also conceivable to configure the LC filter as described above. Here, in order to lower the resonance frequency, it is required to increase the inductance of the inductor constituting the LC filter. However, when the inductance is increased, the size of the inductor increases, and as a result, the size of the LC filter increases. In this case, there is a concern that the mountability of the LC filter is deteriorated.
ここで、上記発明では、上記電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値を、上記共振周波数の取り得る範囲の下限値以下に設定している。これは、想定される上記電圧変動周波数のうち最も低い周波数よりもLCフィルタの共振周波数を低くするとの制約を課すことなく、LCフィルタを構成するインダクタのインダクタンスを設定するためである。こうした設定は、共振判断手段及び通電状態操作手段を備えるために実現できる。したがって、上記発明によれば、LCフィルタの共振を回避するために、LCフィルタを構成するインダクタの体格が増大することを回避でき、ひいてはLCフィルタの体格が増大することを回避できる。 Here, in the said invention, the lower limit of the range which the said voltage fluctuation frequency can take is set to below the lower limit of the range which the said resonance frequency can take. This is because the inductance of the inductor constituting the LC filter is set without imposing a restriction that the resonance frequency of the LC filter is lower than the lowest frequency among the assumed voltage fluctuation frequencies. Such a setting can be realized because the resonance determination unit and the energization state operation unit are provided. Therefore, according to the above-described invention, in order to avoid resonance of the LC filter, it is possible to avoid an increase in the size of the inductor constituting the LC filter, and thus an increase in the size of the LC filter.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機として回転機を備える車両(例えばハイブリッド車両)に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a control device according to the present invention is applied to a vehicle (for example, a hybrid vehicle) including a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、直流電源としての高電圧バッテリ10は、端子電圧が例えば百V以上(288V)となる2次電池である。なお、高電圧バッテリ10としては、例えば、リチウムイオン2次電池やニッケル水素2次電池を用いることができる。
As shown in FIG. 1, a
高電圧バッテリ10には、主機用インバータ20、第1の補機用インバータ30及び第2の補機用インバータ40が並列接続されている。詳しくは、高電圧バッテリ10には、第1の正極側ラインLp1及び第1の負極側ラインLn1を介して主機用LCフィルタ21が接続され、主機用LCフィルタ21には、主機用インバータ20が接続されている。主機用インバータ20には、車載主機としてのモータジェネレータ23が接続され、モータジェネレータ23の回転子には、駆動輪24が連結されている。ちなみに、本実施形態において、主機用LCフィルタ21は、受動素子としての主機用コンデンサ25(例えばフィルムコンデンサ)と、配線インダクタ26とを備えて構成されている。また、本実施形態では、モータジェネレータ23として、同期回転機(例えばIPMSM)を用いている。
The
主機用インバータ20は、主機用LCフィルタ21の出力端子の正極側及び負極側のそれぞれをモータジェネレータ23の端子に接続するためのスイッチング素子S¥p,S¥n(¥=u,v,w)の直列接続体を3組備えて構成される直流交流変換回路であり、モータジェネレータ23に3相交流電圧を印加する。なお、本実施形態では、スイッチング素子S¥p,S¥nとして、IGBTを用いている。
The
上記高電圧バッテリ10には、また、第1の正極側ラインLp1に接続された第2の正極側ラインLp2及び第1の負極側ラインLn1に接続された第2の負極側ラインLn2を介して第1の補機用LCフィルタ31が接続されている。第1の補機用LCフィルタ31には、第1の補機用インバータ30が接続されている。第1の補機用インバータ30には、車載空調装置34を構成する電動コンプレッサ駆動用の電動機(以下、コンプ用電動機33)が接続されている。ここで、第1の補機用LCフィルタ31は、受動素子としての第1のコンデンサ35及び第1の可変インダクタ36を備えて構成されている。なお、本実施形態では、コンプ用電動機33として、同期電動機(例えばSPMSM)を用いている。
The
第1の補機用インバータ30は、主機用インバータ20と同様に、第1の補機用LCフィルタ31の出力端子の正極側及び負極側のそれぞれをコンプ用電動機33の端子に接続するためのスイッチング素子の直列接続体を3組備えて構成される直流交流変換回路であり、コンプ用電動機33に3相交流電圧を印加する。
Similarly to the
上記高電圧バッテリ10には、さらに、第2の正極側ラインLp2に接続された第3の正極側ラインLp3及び第2の負極側ラインLn2に接続された第3の負極側ラインLn3を介して第2の補機用LCフィルタ41が接続されている。第2の補機用LCフィルタ41には、第2の補機用インバータ40が接続されている。第2の補機用インバータ40には、車載空調装置34を構成するブロワファン駆動用の電動機(以下、ブロワ用電動機43)が接続されている。ここで、第2の補機用LCフィルタ41は、第1の補機用LCフィルタ31と同様に、受動素子としての第2のコンデンサ45及び第2の可変インダクタ46を備えて構成されている。なお、本実施形態では、ブロワ用電動機43として、同期電動機(例えばSPMSM)を用いている。
The
第2の補機用インバータ40は、第1の補機用インバータ30と同様に、直流交流変換回路である。なお、本実施形態では、第1の補機用インバータ30及び第2の補機用インバータ40の構成は、主機用インバータ20の構成と同様である。このため、図1では、これら補機用インバータ30,40の詳細な図示を省略している。
The second
主機用インバータ20は、マイクロコンピュータ(以下、主機用マイコン27)によって通電操作される。詳しくは、主機用マイコン27は、モータジェネレータ23の制御量(例えばトルク)をその指令値に制御すべく、主機用インバータ20を構成するスイッチング素子S¥#(#=p,n)に対して操作信号g¥#を出力することで、これらスイッチング素子S¥#をオンオフ操作する。
The
一方、第1の補機用インバータ30は、マイクロコンピュータ(以下、第1の補機用マイコン37)によって通電操作される。詳しくは、第1の補機用マイコン37は、コンプ用電動機33の制御量(例えば回転速度)をその指令値に制御すべく、主機用マイコン27と同様に、第1の補機用インバータ30を構成するスイッチング素子に対して操作信号を出力することで、これらスイッチング素子をオンオフ操作する。また、第1の補機用マイコン37は、第1のコンデンサ35に流れる電流を検出する第1の電流センサ38の検出値を取り込む。
On the other hand, the first
他方、第2の補機用インバータ40は、マイクロコンピュータ(以下、第2の補機用マイコン47)によって通電操作される。詳しくは、第2の補機用マイコン47は、ブロワ用電動機43の制御量(例えば回転速度)をその指令値に制御すべく、主機用マイコン27と同様に、第2の補機用インバータ40を構成するスイッチング素子に対して操作信号を出力することで、これらスイッチング素子をオンオフ操作する。また、第2の補機用マイコン47は、第2のコンデンサ45に流れる電流を検出する第2の電流センサ48の検出値を取り込む。
On the other hand, the second
ちなみに、本実施形態において、主機用マイコン27、第1の補機用マイコン37及び第2の補機用マイコン47のそれぞれは、中央処理装置(CPU)やメモリを備え、メモリに格納されたプログラムをCPUにて実行するソフトウェア処理手段である。また、これらマイコン27,37,47の処理において用いられる上記指令値は、例えば、上位の制御装置から入力される。
Incidentally, in this embodiment, each of the
さらに、本実施形態において、第1の電流センサ38及び第2の電流センサ48のそれぞれが「検出手段」を構成する。加えて、本実施形態において、パルス幅変調によってスイッチング素子S¥#をオンオフ操作する主機用マイコン27、第1の補機用マイコン37及び第2の補機用マイコン47のそれぞれが「オンオフ操作手段」を構成する。
Further, in the present embodiment, each of the first current sensor 38 and the second
続いて、主機用マイコン27によるモータジェネレータ23の制御量の制御、第1の補機用マイコン37によるコンプ用電動機33の制御量の制御、及び第2の補機用マイコン47によるブロワ用電動機43の制御量の制御について更に説明する。本実施形態では、これらマイコン27,37,47における上記処理が同様な処理であることから、主機用マイコン27における処理を例にして説明する。
Subsequently, the control amount of the
本実施形態では、モータジェネレータ23の制御量を指令値に制御すべく、主機用マイコン27は、モータジェネレータ23に印加する指令電圧(主機用インバータ20の出力電圧の指令値)を操作する。これは、図2に示すように、周知の三角波PWM処理によって行われる。詳しくは、主機用マイコン27は、まず、操作量としての3相の指令電圧V¥*(¥=u,v,w)を主機用インバータ20の入力電圧VDCで規格化した信号D¥(「変調波」に相当)と、キャリア信号tcである三角波信号との大小比較に基づき、PWM信号g¥を生成する。そして、主機用マイコン27は、これらPWM信号g¥とPWM信号g¥の論理反転信号とに基づき、デッドタイム付与処理を経て操作信号g¥#を生成する。
In this embodiment, in order to control the control amount of the
なお、以降、主機用インバータ20の操作信号の生成に用いられるキャリア信号の周波数を主機キャリア周波数fcmと称し、第1の補機用インバータ30及び第2の補機用インバータ40の操作信号の生成に用いられるキャリア信号の周波数を補機キャリア周波数と称すこととする。本実施形態では、主機用インバータ20、第1の補機用インバータ30及び第2の補機用インバータ40のそれぞれの入力電圧のリップルを低減させる観点から、主機キャリア周波数fcm及び補機キャリア周波数は、一致しないように設定されている。
Hereinafter, the frequency of the carrier signal used to generate the operation signal of the
続いて、図3を用いて、第1,第2の補機用LCフィルタ31,41を構成する第1,第2の可変インダクタ36,46について説明する。ここで、本実施形態において、第1,第2の可変インダクタ36,46は、構造が互いに同一である。このため、本実施形態では以降、特に断らない限り、第1の可変インダクタ36を例にして、この可変インダクタの構成等について説明する。
Next, the first and second
図3に示すように、第1の可変インダクタ36は、コア36a、コア36aに巻回された第2の正極側ラインLp2の一部、コア36aに巻回された補助巻線36b、及び磁気飽和用スイッチ36cを備えている。ここで、本実施形態では、コア36aとして、トロイダルコアを用いている。なお、本実施形態において、補助巻線36bが「磁気抵抗可変手段」を構成する。
As shown in FIG. 3, the first
磁気飽和用スイッチ36cは、第1の補機用マイコン37によってオンオフ操作される。詳しくは、磁気飽和用スイッチ36cがオン操作されると、電源36dを電力供給源として補助巻線36bに電流が流れ、第1の可変インダクタ36を磁気飽和させる。一方、磁気飽和用スイッチ36cがオフ操作されると、補助巻線36bへの通電が停止され、第1の可変インダクタ36の磁気飽和が解消される。
The
こうした第1の可変インダクタ36の構成は、第1の補機用LCフィルタ31の共振を回避しつつ、第1の可変インダクタ36の体格の増大を回避するためのものである。
Such a configuration of the first
つまり、先の図1に示すように、主機用インバータ20の駆動に起因して主機用コンデンサ25が充放電されることで、主機用インバータ20及び高電圧バッテリ10間の電気経路に高調波電流が流れる。高調波電流が流れると、上記電気経路において電圧変動(第1の正極側ラインLp1及び第1の負極側ラインLn1間の電位差Vs)が生じる。上記電圧変動は、例えば、上記電気経路に存在する配線インダクタに電流が流れることによって上記電気経路において電圧降下が生じることで生じる。ここで、先の図1には、上記電圧変動に寄与する配線インダクタを「50」にて例示している。
In other words, as shown in FIG. 1, the
上記電圧変動の周波数は、主機キャリア周波数fcmの2倍の周波数となる。これは、キャリア信号tcの1周期において、主機用インバータ20の電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルとなる期間が2回出現し、主機用コンデンサ25の充電期間及び放電期間のそれぞれが交互に2回ずつ出現するためである。なお、上述したリップルの発生について、主機用インバータ20の寄与が大きいのは、モータジェネレータ23に流れる電流の最大値がコンプ用電動機33に流れる電流の最大値よりも大きいことに起因して、主機用コンデンサ25の充放電電流が第1のコンデンサ35の充放電電流よりも大きくなることに起因する。
The frequency of the voltage fluctuation is twice the main engine carrier frequency fcm. This is because the period during which the voltage vector of the
ここで、本実施形態では、主機用マイコン27において、主機キャリア周波数fcm(換言すれば、スイッチング素子S¥#のスイッチング周波数)が所定範囲にて可変設定可能とされている。これは、主機用インバータ20を構成するスイッチング素子S¥#の過熱保護のための設定である。詳しくは、スイッチング損失に起因した過熱保護の観点から、主機用インバータ20内の温度が高い場合、主機キャリア周波数fcmを低下させる。なお、本実施形態において、主機用マイコン27による主機キャリア周波数fcmの可変設定処理が「周波数設定手段」を構成する。
Here, in the present embodiment, in the
主機用マイコン27によって主機キャリア周波数fcmが変更される場合、上記電圧変動の周波数が、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数近傍となり得る。この場合、第1の補機用LCフィルタ31に流れる電流が増大することとなる。これにより、第1の補機用LCフィルタ31を構成する第1のコンデンサ35に流れる電流の実効値が第1のコンデンサ35の定格電流を超えたり、第1の補機用LCフィルタ31を構成する第1の可変インダクタ36に流れる電流の実効値が第1の可変インダクタ36の定格電流を超えたりすることで、第1の補機用LCフィルタ31の信頼性が低下するおそれがある。そして、この場合、第1の補機用LCフィルタ31によって第1の補機用インバータ30の入力電圧のリップルを低減させることができず、コンプ用電動機33の信頼性が低下するおそれがある。
When the main machine carrier frequency fcm is changed by the
こうした問題に対処すべく、例えば、想定される主機キャリア周波数fcmのうち最も低い周波数に対応する電圧変動の周波数よりも第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数が低くなるように、第1の補機用LCフィルタ31を構成することも考えられる。ただし、この場合、第1の補機用LCフィルタ31を構成するインダクタの体格が増大し、ひいては第1の補機用LCフィルタ31の体格が増大するといった問題が生じることとなる。そして、この場合、第1の補機用LCフィルタ31の搭載性が悪化する懸念がある。
In order to cope with such a problem, for example, the first
そこで、本実施形態では、先の図3に示した第1の可変インダクタ36を採用した。本実施形態では、特に、主機キャリア周波数fcmの可変設定により電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値が、後述する共振周波数切替処理により第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数の取り得る範囲の下限値未満に設定されている。こうした構成を前提として、本実施形態では、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数切替処理を行う。
Therefore, in the present embodiment, the first
図4に、本実施形態にかかる共振周波数切替処理の手順を示す。この処理は、第1の補機用マイコン37によって例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 4 shows the procedure of the resonance frequency switching process according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the first
この一連の処理では、まずステップS10において、第1の電流センサ38によって検出された電流(以下、コンデンサ電流Ic)を取得する。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「取得手段」を構成する。 In this series of processes, first, in step S10, a current detected by the first current sensor 38 (hereinafter, capacitor current Ic) is acquired. In the present embodiment, the processing of this step constitutes “acquiring means”.
続くステップS12では、コンデンサ電流Ic(より詳しくは、コンデンサ電流Icのピーク値)がその許容上限値Ilimitを超えたか否かを判断する。この処理は、上記電圧変動の周波数が第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数近傍である(第1の補機用LCフィルタ31が共振している)か否かを判断するための処理である。この処理は、第1の補機用LCフィルタ31が共振している場合、コンデンサ電流Icのリップルが増大することに鑑みてなされる処理である。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「共振判断手段」を構成する。
In the subsequent step S12, it is determined whether or not the capacitor current Ic (more specifically, the peak value of the capacitor current Ic) has exceeded its allowable upper limit value Ilimit. This process is for determining whether the frequency of the voltage fluctuation is near the resonance frequency of the first auxiliary LC filter 31 (the first
ちなみに、許容上限値Ilimitを小さく設定するほど、後述するステップS16、S18の処理によって第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数を切り替える際における電圧変動周波数と、切り替える直前における第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数との差が大きくなる。
Incidentally, the smaller the allowable upper limit value Ilimit is set, the voltage fluctuation frequency when switching the resonance frequency of the first
ステップS12において肯定判断された場合には、ステップS14〜S18において、磁気飽和用スイッチ36cの現在の操作状態に応じて、磁気飽和用スイッチ36cをオン操作及びオフ操作のうち一方から他方へとトグル的に切り替える処理を行う。詳しくは、ステップS14では、磁気飽和用スイッチ36cが現在オン操作されているか否かを判断する。
If an affirmative determination is made in step S12, in steps S14 to S18, the
ステップS14において肯定判断された場合には、ステップS16に進み、磁気飽和用スイッチ36cをオフ操作に切り替える。このため、補助巻線36bに対する通電が停止され、第1の可変インダクタ36の磁気飽和が解消されて磁気抵抗が低下する。これにより、第1の可変インダクタ36のインダクタンスLが高くなり、その結果、図5に示すように、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数fraが「fra1」から「fra2」へと低下する。すなわち、上記電圧変動周波数と第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数とが離間する。
If an affirmative determination is made in step S14, the process proceeds to step S16, and the
一方、上記ステップS14において否定判断された場合には、ステップS18に進み、磁気飽和用スイッチ36cをオン操作に切り替える。このため、補助巻線36bに対する通電が開始され、第1の可変インダクタ36の磁気飽和によって磁気抵抗が上昇する。これにより、第1の可変インダクタ36のインダクタンスLが低くなり、その結果、先の図5に示すように、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数fraが「fra2」から「fra1」へと上昇する。すなわち、上記電圧変動周波数と第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数とが離間する。
On the other hand, if a negative determination is made in step S14, the process proceeds to step S18, and the
ちなみに、本実施形態において、ステップS14〜S18の処理が「通電状態操作手段」を構成する。 Incidentally, in the present embodiment, the processing of steps S14 to S18 constitutes an “energized state operating means”.
なお、上記ステップS12において否定判断された場合や、ステップS16、S18の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。 If a negative determination is made in step S12, or if the processes in steps S16 and S18 are completed, the series of processes is temporarily terminated.
ちなみに、第2の可変インダクタ46についての共振周波数切替処理は、第2の補機用マイコン47によって実行される。
Incidentally, the resonance frequency switching process for the second
図6に、本実施形態にかかる共振周波数切替処理の一例を示す。詳しくは、図6(a)は、コンデンサ電流Icの推移を示し、図5(b)は、磁気飽和用スイッチ36cの操作状態の推移を示す。
FIG. 6 shows an example of the resonance frequency switching process according to the present embodiment. Specifically, FIG. 6A shows the transition of the capacitor current Ic, and FIG. 5B shows the transition of the operation state of the
図示されるように、コンデンサ電流Icが許容上限値Ilimitを超える時刻t1において、第1の補機用マイコン37から磁気飽和用スイッチ36cに対してオフ操作指令が出力される。このため、その後、磁気飽和用スイッチ36cがオフ操作に切り替えられ、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数が「fra1」から「fra2」に切り替えられる。これにより、第1の補機用LCフィルタ31の共振が回避され、コンデンサ電流Icを低下させることができる。
As shown in the figure, at time t1 when the capacitor current Ic exceeds the allowable upper limit value Ilimit, an off operation command is output from the first
その後、時刻t2において、コンデンサ電流Icが許容上限値Ilimitを再度超える。このため、その後、磁気飽和用スイッチ36cがオン操作に切り替えられ、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数が「fra2」から「fra1」に切り替えられる。これにより、第1の補機用LCフィルタ31の共振が回避され、コンデンサ電流Icを低下させることができる。
Thereafter, at time t2, the capacitor current Ic again exceeds the allowable upper limit value Ilimit. Therefore, thereafter, the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)第1の補機用LCフィルタ31を構成するインダクタとして、コア36a、及びコア36aに巻回された補助巻線36bを備える第1の可変インダクタ36を採用した。そして、第1の補機用LCフィルタ31が共振すると判断された場合、上記電圧変動周波数から第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数を離間させるように補助巻線36bの通電状態を切り替えた。これにより、第1の補機用LCフィルタ31の共振を好適に回避することができる。
(1) The first
(2)主機キャリア周波数fcmの可変設定により上記電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値を、補助巻線36bに対する通電状態の操作により共振周波数fraの取り得る範囲の下限値fra2未満に設定した。こうした設定によれば、第1の補機用LCフィルタ31の共振を回避するために、第1の補機用LCフィルタ31の体格が増大することを回避できる。
(2) The lower limit value of the range that the voltage fluctuation frequency can take is set to be less than the lower limit value fra2 of the possible range of the resonance frequency fr by operating the energization state of the auxiliary winding 36b by variably setting the main machine carrier frequency fcm. According to such setting, in order to avoid resonance of the first
(3)コンデンサ電流Icが許容上限値Ilimitを超えたと判断された場合、第1の補機用LCフィルタ31が共振すると判断した。こうした構成によれば、第1の補機用マイコン37が主機用マイコン27から主機キャリア周波数fcmに関する情報を得られない場合であっても、第1の補機用マイコン37側において第1の補機用LCフィルタ31の共振を判断することができる。
(3) When it is determined that the capacitor current Ic exceeds the allowable upper limit value Ilimit, it is determined that the first
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、第1,第2の可変インダクタ36,46の構成を変更する。なお、本実施形態においても、第1の可変インダクタ36を例にして説明する。
In the present embodiment, the configuration of the first and second
図7及び図8を用いて、本実施形態にかかる第1の可変インダクタ36の構成について説明する。ここで、図7は、第1の可変インダクタ36の側面断面図であり、図8は、図7のA−A断面図である。なお、図8では、第2の正極側ラインLp2の図示を省略している。
A configuration of the first
図7に示すように、第1の可変インダクタ36は、第1のコア36e、第1のコア36eに巻回された第2の正極側ラインLp2の一部、第2のコア36f、ギャップ調整用スイッチ36g、及びバイモルフピエゾアクチュエータ(以下、バイモルフピエゾ36h)を備えている。
As shown in FIG. 7, the first
第1のコア36eは、円盤形状をなす端板部36e1、中足部36e2、及び外足部36e3を備えている。詳しくは、中足部36e2は、端板部36e1の板面(端板部36e1の厚さ方向と直交する方向に広がる面)の中央部から突出するように設けられ、円柱形状をなしている。より詳しくは、中足部36e2は、端板部36e1の板面と直交する方向に延びるように設けられている。中足部36e2には、第2の正極側ラインLp2の一部が巻回されている。
The
外足部36e3は、端板部36e1の板面の端部から中足部36e2の突出方向と同方向に突出するように設けられ、略円環状をなしている。より詳しくは、外足部36e3は、端板部36e1の板面において、中足部36e2よりも外側に設けられ、また、端板部36e1の板面と直交する方向に延びるように設けられている。中足部36e2及び外足部36e3は、これらの突出方向において先端から端板部36e1の板面までの距離が互いに同じである。 The outer foot portion 36e3 is provided so as to protrude from the end of the plate surface of the end plate portion 36e1 in the same direction as the protruding direction of the middle foot portion 36e2, and has a substantially annular shape. More specifically, the outer foot portion 36e3 is provided outside the middle foot portion 36e2 on the plate surface of the end plate portion 36e1, and is provided so as to extend in a direction orthogonal to the plate surface of the end plate portion 36e1. Yes. The middle foot portion 36e2 and the outer foot portion 36e3 have the same distance from the tip to the plate surface of the end plate portion 36e1 in these protruding directions.
第2のコア36f及びバイモルフピエゾ36hは、円盤形状をなしている。第2のコア36fは、端板部36e1の板面から中足部36e2及び外足部36e3のそれぞれが突出する方向において、中足部36e2及び外足部36e3のうち端板部36e1とは反対側に設けられている。これにより、第2のコア36fは、第1のコア36eとともに磁気回路を形成する。また、端板部36e1の板面の正面視において、第2のコア36fを端板部36e1に投影した領域と、バイモルフピエゾ36hを端板部36e1に投影した領域とは、端板部36e1と一致する。これにより、バイモルフピエゾ36hは、第1のコア36e及び第2のコア36fからはみ出すことなくこれらコア36e,36fに挟まれることとなる。
The
ギャップ調整用スイッチ36gは、第1の補機用マイコン37によってオンオフ操作される。詳しくは、ギャップ調整用スイッチ36gがオン操作されると、図9に示すように、電源36dを電力供給源としてバイモルフピエゾ36hが円弧状に屈曲変位することで、第1のコア36e及び第2のコア36fの間にギャップが形成される。これにより、第1の可変インダクタ36の磁気抵抗が増大してインダクタンスLが低くなり、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数が高くなる(図10参照)。
The
一方、ギャップ調整用スイッチ36gがオフ操作されると、バイモルフピエゾ36hが屈曲変位しなくなり、ギャップが減少する。これにより、第1の可変インダクタ36の磁気抵抗が減少してインダクタンスLが高くなり、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数が低くなる。
On the other hand, when the
続いて、本実施形態にかかる共振周波数切替処理について説明する。 Next, the resonance frequency switching process according to the present embodiment will be described.
本実施形態にかかる共振周波数切替処理は、先の図4に示した処理に準じた処理で行うことができる。詳しくは、先の図4のステップ14の処理を、ギャップ調整用スイッチ36gがオン操作されているか否かを判断する処理に置き換える。また、図4のステップS16の処理を、ギャップ調整用スイッチ36gをオフ操作に切り替える処理に置き換え、図4のステップS18の処理を、ギャップ調整用スイッチ36gをオン操作に切り替える処理に置き換える。
The resonance frequency switching process according to the present embodiment can be performed by a process according to the process shown in FIG. Specifically, the process of step 14 in FIG. 4 is replaced with a process for determining whether or not the
以上説明したように、本実施形態では、第1の補機用LCフィルタ31を構成するインダクタとして、第1のコア36e、第2のコア36f及びバイモルフピエゾ36hを備える第1の可変インダクタ36を採用した。そして、第1の補機用LCフィルタ31が共振すると判断された場合、上記電圧変動周波数から第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数を離間させるようにギャップ調整用スイッチ36gの通電状態を切り替えた。こうした構成によっても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the first
また、本実施形態では、バイモルフピエゾ36hを用いた。バイモルフピエゾ36hは、簡素な構成であり、また、変位量が大きい。このため、本実施形態によれば、例えば中足部に設けられた積層型ピエゾアクチュエータによってギャップを変化させる可変インダクタと比較して、ギャップの変化量の確保によって共振周波数の変化量を確保しつつ、コストを低減できるいった効果を得ることもできる。そして、これにより、第1の補機用LCフィルタ31を構成するコンデンサとして、温度変化に対する静電容量変化率が大きかったり(温度特性が悪かったり)、直流電圧に変化に対する静電容量変化率が大きかったり(電圧特性が悪かったり)する大容量高誘電率系のセラミックコンデンサを用いることなどもできる。
In the present embodiment, bimorph piezo 36h is used. The bimorph piezo 36h has a simple configuration and a large amount of displacement. Therefore, according to the present embodiment, for example, the amount of change in the resonance frequency is ensured by securing the amount of change in the gap, as compared with a variable inductor that changes the gap by a laminated piezo actuator provided in the middle foot portion. It is also possible to obtain an effect that the cost can be reduced. As a result, as a capacitor constituting the first
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第2の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the second embodiment.
本実施形態では、図11に示すように、バイモルフピエゾ36hに加えて、上記第1の実施形態で説明した磁気飽和用の補助巻線36iが第1の可変インダクタ36に備えられる。ここで、図11は、第1の可変インダクタ36の側面断面図である。なお、本実施形態において、補助巻線36iに電源36dから電力を供給するために、上記第1の実施形態で説明したように、磁気飽和用スイッチ36jが備えられている。この磁気飽和用スイッチ36jは、第1の補機用マイコン37によってオンオフ操作される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, in addition to the bimorph piezo 36h, the first
続いて、本実施形態にかかる共振周波数切替処理について説明する。 Next, the resonance frequency switching process according to the present embodiment will be described.
本実施形態において、共振周波数切替処理は、先の図4に示した処理に準じた処理で行うことができる。詳しくは、先の図4のステップ14の処理を、ギャップ調整用スイッチ36g及び磁気飽和用スイッチ36jの双方がオン操作されているか否かを判断する処理に置き換える。また、図4のステップS16の処理を、これらスイッチ36g,36jの双方をオフ操作に切り替える処理に置き換え、図4のステップS18処理を、これらスイッチ36g,36jの双方をオン操作に切り替える処理に置き換える。
In the present embodiment, the resonance frequency switching process can be performed by a process according to the process shown in FIG. Specifically, the process of step 14 in FIG. 4 is replaced with a process of determining whether or not both the
以上説明した本実施形態によれば、第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数の変化量をより大きくすることなどができる。
According to the present embodiment described above, the amount of change in the resonance frequency of the first
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、第1の補機用LCフィルタ31の共振の判断手法を変更する。
In the present embodiment, the resonance determination method of the first
図12に、本実施形態にかかる電力変換システムの全体構成を示す。なお、図12において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。 FIG. 12 shows the overall configuration of the power conversion system according to this embodiment. In FIG. 12, the same members as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.
図示されるように、第1の補機用マイコン37及び第2の補機用マイコン47には、主機用マイコン27から主機キャリア周波数fcmに関する信号が入力される。なお、本実施形態では、第1の電流センサ38及び第2の電流センサ48が電力変換システムに備えられていない。
As shown in the figure, the first
図13に、本実施形態にかかる共振周波数切替処理の手順を示す。この処理は、第1の補機用マイコン37によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図13において、先の図4に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
FIG. 13 shows a procedure of resonance frequency switching processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the first
この一連の処理では、まずステップS10aにおいて主機キャリア周波数fcmを取得する。 In this series of processes, first, the main engine carrier frequency fcm is acquired in step S10a.
続くステップS12aでは、主機キャリア周波数fcmの2倍の周波数、及び磁気飽和用スイッチ36cをオン操作する場合における第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数fraの差の絶対値が所定値Δ未満であるか否かを判断する。この処理は、先の図4のステップS12の処理と同様に、第1の補機用LCフィルタ31が共振しているか否かを判断するための処理である。ちなみに、本実施形態において、本ステップの処理が「共振判断手段」を構成する。
In the subsequent step S12a, the absolute value of the difference between the double frequency of the main carrier frequency fcm and the resonance frequency fr of the first
ステップS12aにおいて肯定判断された場合には、第1の補機用LCフィルタ31が共振していると判断し、ステップS14に進む。
When an affirmative determination is made in step S12a, it is determined that the first
なお、上記ステップS12aにおいて否定判断された場合や、ステップS16、S18の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。 If a negative determination is made in step S12a, or if the processes in steps S16 and S18 are completed, the series of processes is temporarily terminated.
以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, it is possible to obtain an effect according to the effect obtained in the first embodiment.
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・可変インダクタの備える「第1のコア」及び「第2のコア」としては、上記第2,第3の実施形態で説明したものに限らない。例えば、図14及び図15に示すように、可変インダクタ50の備える第1のコア50aとしてEコアを採用し、第2のコア50bとしてIコアを採用してもよい。ここでは、第1のコア50aは、端板部50a1、端板部50a1の板面の中央部から突出する中足部50a2、及び端板部50a1の板面の端部から中足部50a2の突出方向と同方向に突出するように設けられた外足部50a3を備えている。そして、第1のコア50a及び第2のコア50bの間に矩形形状(長方形状)のバイモルフピエゾ50dが挟まれている。また、一対の外足部50a3のうち、一方に磁気飽和用の補助巻線50cが巻回され、他方に第2の正極側ラインLp2の一部が巻回されている。なお、図14は、可変インダクタ50の側面断面図であり、図15は、図14のA−A断面図である。なお、図15では、第2の正極側ラインLp2及び補助巻線50cの図示を省略している。
The “first core” and “second core” included in the variable inductor are not limited to those described in the second and third embodiments. For example, as shown in FIGS. 14 and 15, an E core may be adopted as the first core 50a included in the
なお、図14に示した構成において、補助巻線の巻回位置は、外足部50a3に限らず、例えば、端板部50a1、中足部50a2、又は第2のコア50bであってもよい。また、補助巻線の個数は、1個に限らず複数個であってもよい。具体的には、例えば、第1のコア及び第2のコアの双方に補助巻線を巻回してもよい。
In the configuration shown in FIG. 14, the winding position of the auxiliary winding is not limited to the outer foot portion 50a3, and may be, for example, the end plate portion 50a1, the middle foot portion 50a2, or the
・上記第1の実施形態において、「コア」としては、トロイダルコアに限らず、例えば円柱形状のコア等、他の形状のコアであってもよい。 In the first embodiment, the “core” is not limited to the toroidal core, and may be a core having another shape such as a cylindrical core.
・上記第3の実施形態では、バイモルフピエゾ36h及び磁気飽和用スイッチ36jの操作状態の切り替えタイミングを同期させ、LCフィルタの共振周波数を2値的に切り替えたがこれに限らない。例えば、バイモルフピエゾ36h及び磁気飽和用スイッチ36jの操作状態の切り替えタイミングを相違させ、LCフィルタの共振周波数を3段階に切り替えてもよい。 In the third embodiment, the switching timing of the operation state of the bimorph piezo 36h and the magnetic saturation switch 36j is synchronized, and the resonance frequency of the LC filter is switched in a binary manner, but this is not restrictive. For example, the operation timing of the bimorph piezo 36h and the magnetic saturation switch 36j may be changed to switch the resonance frequency of the LC filter in three stages.
・「検出手段」としては、電流センサを備えて構成されるものに限らず、温度センサを備えて構成されるものであってもよい。この場合、「共振判断手段」としては、温度センサによって検出された温度が閾値温度を超えたと補機用マイコンによって判断された場合、補機用LCフィルタが共振していると判断してもよい。この手法は、電圧変動の周波数が共振周波数近傍となる場合、可変インダクタを構成するコンデンサに流れるリップル電流が増大してコンデンサの温度が高くなることに鑑みたものである。すなわち、コンデンサ温度は、コンデンサ電流と相関を有する状態量となる。 The “detecting means” is not limited to the one configured with a current sensor, and may be configured with a temperature sensor. In this case, the “resonance determination means” may determine that the auxiliary LC filter is resonating when the auxiliary microcomputer determines that the temperature detected by the temperature sensor exceeds the threshold temperature. . This technique is based on the fact that when the frequency of the voltage fluctuation is close to the resonance frequency, the ripple current flowing in the capacitor constituting the variable inductor increases and the temperature of the capacitor increases. That is, the capacitor temperature is a state quantity having a correlation with the capacitor current.
また、例えば、「検出手段」としては、LCフィルタの入力電圧を検出する電圧検出手段(電圧センサ)を備えて構成されるものであってもよい。上記入力電圧が高くなるほど、コンデンサ電流が大きくなることから、上記入力電圧は、コンデンサ電流と相関を有する電気的な状態量となる。なお、この場合、「共振判断手段」としては、検出された電圧のピーク値が閾値以上となったと判断された場合、LCフィルタが共振していると判断してもよい。 Further, for example, the “detecting means” may include a voltage detecting means (voltage sensor) for detecting the input voltage of the LC filter. Since the capacitor current increases as the input voltage increases, the input voltage becomes an electrical state quantity having a correlation with the capacitor current. In this case, the “resonance determination unit” may determine that the LC filter is resonating when it is determined that the peak value of the detected voltage is equal to or greater than the threshold value.
・「共振判断手段」としては、上記状態量のピーク値に基づき共振を判断するものに限らず、例えば、上記状態量の実効値に基づき共振を判断するものであってもよい。 The “resonance determination means” is not limited to determining resonance based on the peak value of the state quantity, and may be, for example, determining resonance based on the effective value of the state quantity.
また、「共振判断手段」としては、上記第4の実施形態に例示したものに限らない。例えば、主機キャリア周波数fcmの2倍の周波数が第1の補機用LCフィルタ31の共振周波数fraと一致したと判断された場合にのみ共振していると判断してもよい。
Further, the “resonance determination unit” is not limited to that exemplified in the fourth embodiment. For example, the resonance may be determined only when it is determined that the frequency twice the main engine carrier frequency fcm matches the resonance frequency fr of the first
・キャリア信号tcとしては、三角波信号に限らず、例えばのこぎり波信号であってもよい。 The carrier signal tc is not limited to a triangular wave signal, and may be a sawtooth wave signal, for example.
・「車載補機」としては、電動コンプレッサ駆動用やブロワファン駆動用の電動機に限らない。例えば、車載主機として回転機に加えて内燃機関を備える車両において、内燃機関の冷却水を循環させるウォータポンプに内蔵される電動機であってもよい。さらに、「車載補機」としては、電動機に限らず、通電によって発熱するヒータであってもよい。 ・ "In-vehicle auxiliary machines" are not limited to electric motors for driving electric compressors and blower fans. For example, in a vehicle including an internal combustion engine in addition to a rotating machine as an in-vehicle main machine, an electric motor incorporated in a water pump that circulates cooling water of the internal combustion engine may be used. Furthermore, the “on-vehicle auxiliary machine” is not limited to an electric motor but may be a heater that generates heat when energized.
・「直流電源」としては、高電圧バッテリ10に限らず、例えば、交流電源(例えば商用電源)及び交流電源の出力を整流する整流手段(例えば、コンバータや全波整流回路)を備えて構成される電源であってもよい。
The “DC power supply” is not limited to the high-
・高電圧バッテリ10に並列接続されるインバータとしては、2つであったり、4つ以上であったりしてもよい。また、補機インバータが3つ以上の場合、複数のインバータのうち主機用インバータ20以外のインバータに接続されたLCフィルタの全てについて、共振周波数を可変設定可能なものとすることを要しない。
The number of inverters connected in parallel to the
・複数のインバータのそれぞれに接続される負荷のうち定格出力が他の負荷よりも大きい負荷(モータジェネレータ)が複数であってもよい。すなわち、入力電圧のリップルが大きく増大する要因が複数存在することとなる。 -There may be a plurality of loads (motor generators) having a rated output larger than other loads among the loads connected to each of the plurality of inverters. That is, there are a plurality of factors that greatly increase the ripple of the input voltage.
・上記第1の実施形態において、主機キャリア周波数fcmの可変設定により上記電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値を、補助巻線36bに対する通電状態の操作により共振周波数fraの取り得る範囲の下限値fra2に設定してもよい。この場合であっても、第1の補機用LCフィルタ31の体格の増大を回避することはできる。
In the first embodiment, the lower limit of the range that can be taken by the voltage fluctuation frequency by variably setting the main engine carrier frequency fcm, and the lower limit of the range that can be taken by the resonance frequency fr by operating the auxiliary winding 36b. It may be set to fra2. Even in this case, an increase in the size of the first
・「電力変換回路」としては、その出力端子を電力供給先としての負荷(モータジェネレータ23、電動機33,43)の入力端子に接続する直流交流変換回路に限らない。例えば、高電圧バッテリ10の電圧を降圧して電力供給先としての車載補機バッテリに出力する降圧コンバータであってもよい。この場合であっても、降圧コンバータを含む複数の電力変換回路が直流電源に並列接続される構成において、これら電力変換回路の入力側にLCフィルタが接続されることがあるなら、例えば降圧コンバータの備えるスイッチング素子のオンオフ操作に起因して、LCフィルタの共振が生じるおそれがある。このため、本発明の適用が有効であると考えられる。
The “power converter circuit” is not limited to a DC / AC converter circuit whose output terminal is connected to an input terminal of a load (
・本発明の適用対象としては、車両に限らない。 -The application object of this invention is not restricted to a vehicle.
10…高電圧バッテリ、20…主機用インバータ、21…主機用LCフィルタ、30…第1の補機用インバータ、31…第1の補機用LCフィルタ、36…第1の可変インダクタ、36b…補助巻線、40…第2の補機用インバータ、41…第2の補機用LCフィルタ、46…第2の可変インダクタ、S¥#…スイッチング素子。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の電力変換回路のそれぞれと前記直流電源との間に介在してかつ、該複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられたLCフィルタ(21,31,41)と、
を備える電力変換システムに適用され、
前記複数の電力変換回路のうち一部の電力変換回路(30,40)に接続された前記LCフィルタ(31,41)は、コンデンサ(35,45)及び可変インダクタ(36,46;50)を備え、
前記可変インダクタは、通電状態の操作によって前記可変インダクタの磁気抵抗を可変設定可能な磁気抵抗可変手段(36b;36h;36h,36i;50c,50d)を備え、
前記可変インダクタを有する前記LCフィルタが共振するか否かを判断する共振判断手段と、
前記共振判断手段によって共振すると判断されたことを条件として、前記直流電源及び前記電力変換回路を接続する電気経路に生じる電圧変動周波数から前記可変インダクタを有する前記LCフィルタの共振周波数を離間させるように、前記磁気抵抗可変手段に対する通電状態を操作する通電状態操作手段と、
を備えることを特徴とする可変インダクタの制御装置。 A plurality of power conversion circuits (20, 30, 40) that are connected in parallel to the DC power supply (10) and convert the input voltage into a predetermined value by an on / off operation of the switching element (S ¥ #);
LC filters (21, 31, 41) interposed between each of the plurality of power conversion circuits and the DC power supply and provided corresponding to each of the plurality of power conversion circuits;
Applied to a power conversion system comprising:
The LC filter (31, 41) connected to some of the plurality of power conversion circuits (30, 40) includes a capacitor (35, 45) and a variable inductor (36, 46; 50). Prepared,
The variable inductor includes magnetic resistance variable means (36b; 36h; 36h, 36i; 50c, 50d) capable of variably setting the magnetic resistance of the variable inductor by an operation in an energized state.
Resonance determining means for determining whether or not the LC filter having the variable inductor resonates;
The resonance frequency of the LC filter having the variable inductor is separated from a voltage fluctuation frequency generated in an electric path connecting the DC power source and the power conversion circuit, on condition that the resonance is determined by the resonance determination unit. Energizing state operating means for operating the energizing state for the magnetoresistive variable means;
A control device for a variable inductor, comprising:
前記複数の電力変換回路のそれぞれに対応して設けられてかつ、前記スイッチング素子をオンオフ操作するオンオフ操作手段と、
前記複数の電力変換回路のうち前記可変インダクタを有する前記LCフィルタに接続された電力変換回路以外の電力変換回路において、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を可変設定する周波数設定手段と、
を備え、
前記スイッチング周波数の可変設定により前記電圧変動周波数の取り得る範囲の下限値は、前記通電状態の操作により前記共振周波数の取り得る範囲の下限値以下に設定されていることを特徴とする請求項1記載の可変インダクタの制御装置。 The power conversion system includes:
An on / off operation means that is provided corresponding to each of the plurality of power conversion circuits and that performs an on / off operation of the switching element;
In a power conversion circuit other than the power conversion circuit connected to the LC filter having the variable inductor among the plurality of power conversion circuits, frequency setting means for variably setting the switching frequency of the switching element;
With
The lower limit value of the range that can be taken by the voltage fluctuation frequency by the variable setting of the switching frequency is set to be equal to or lower than the lower limit value of the range that can be taken by the resonance frequency by the operation of the energized state. The variable inductor control device described.
端板部(36e1;50a1)、該端板部の板面の中央部から突出するように設けられた中足部(36e2;50a2)、及び該端板部の板面の端部から前記中足部の突出方向と同方向に突出するように設けられた外足部(36e3;50a3)を有する第1のコア(36e;50a)と、
前記第1のコアのうち前記中足部及び前記外足部のそれぞれの前記突出方向において前記端板部とは反対側に設けられてかつ、前記第1のコアとともに磁気回路を形成する第2のコア(36f;50b)と、
を備え、
前記磁気抵抗可変手段は、前記第1のコア及び前記第2のコアに挟まれた板状のバイモルフピエゾアクチュエータ(36h;50d)を備え、
前記通電状態操作手段は、前記電圧変動周波数から前記共振周波数を離間させるように前記第1のコア及び前記第2のコアの間に形成されるギャップを調整すべく、前記バイモルフピエゾアクチュエータに対する通電状態を操作することを特徴とする請求項1又は2記載の可変インダクタの制御装置。 The variable inductor is:
The end plate portion (36e1; 50a1), the middle foot portion (36e2; 50a2) provided so as to protrude from the center portion of the plate surface of the end plate portion, and the middle portion from the end portion of the plate surface of the end plate portion A first core (36e; 50a) having an outer foot (36e3; 50a3) provided so as to protrude in the same direction as the protruding direction of the foot;
A second core that is provided on the opposite side of the end plate in the projecting direction of each of the middle foot and the outer foot of the first core and that forms a magnetic circuit together with the first core. Core (36f; 50b),
With
The magnetoresistive variable means includes a plate-shaped bimorph piezo actuator (36h; 50d) sandwiched between the first core and the second core.
The energization state operation means is configured to energize the bimorph piezo actuator so as to adjust a gap formed between the first core and the second core so as to separate the resonance frequency from the voltage fluctuation frequency. The variable inductor control device according to claim 1, wherein the control device is operated.
前記通電状態操作手段は、前記電圧変動周波数から前記共振周波数を離間させるように前記可変インダクタの磁気飽和又は該磁気飽和の解消を切り替えるべく、前記補助巻線に対する通電状態を操作することを特徴とする請求項3記載の可変インダクタの制御装置。 The magnetoresistive variable means includes an auxiliary winding (36i; 50c) wound around at least one of the first core and the second core,
The energization state operation means operates an energization state of the auxiliary winding so as to switch magnetic saturation of the variable inductor or cancellation of the magnetic saturation so as to separate the resonance frequency from the voltage fluctuation frequency. The variable inductor control device according to claim 3.
前記磁気抵抗可変手段は、前記コアに巻回された補助巻線(36b)を備え、
前記通電状態操作手段は、前記電圧変動周波数から前記共振周波数を離間させるように前記可変インダクタの磁気飽和又は該磁気飽和の解消を切り替えるべく、前記補助巻線に対する通電状態を操作することを特徴とする請求項1又は2記載の可変インダクタの制御装置。 The variable inductor includes a core (36a),
The magnetoresistive variable means includes an auxiliary winding (36b) wound around the core,
The energization state operation means operates the energization state of the auxiliary winding so as to switch magnetic saturation of the variable inductor or cancellation of the magnetic saturation so as to separate the resonance frequency from the voltage fluctuation frequency. The variable inductor control device according to claim 1 or 2.
前記共振判断手段は、
前記検出手段の検出値を取得する取得手段を備え、
前記取得手段によって取得された検出値が閾値を超えたことを条件として、前記可変インダクタを有する前記LCフィルタが共振すると判断することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の可変インダクタの制御装置。 The power conversion system includes detection means (38, 48) for detecting a current flowing through the capacitor or a state quantity correlated with the current,
The resonance determining means includes
An acquisition means for acquiring a detection value of the detection means;
The condition according to claim 1, wherein the LC filter having the variable inductor is determined to resonate on the condition that the detection value acquired by the acquisition unit exceeds a threshold value. Control device for variable inductor.
前記共振判断手段は、
前記複数の電力変換回路のうち前記可変インダクタを有する前記LCフィルタに接続された電力変換回路以外の電力変換回路のパルス幅変調に用いられる前記キャリアの周波数を取得する取得手段を備え、
前記取得手段によって取得された前記キャリアの周波数に基づき、前記可変インダクタを有する前記LCフィルタが共振するか否かを判断することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の可変インダクタの制御装置。 The power conversion system includes an on / off operation unit that is provided corresponding to each of the plurality of power conversion circuits and that performs on / off operation of the switching element by pulse width modulation based on a magnitude comparison of a modulated wave and a carrier signal,
The resonance determining means includes
An acquisition means for acquiring the frequency of the carrier used for pulse width modulation of a power conversion circuit other than the power conversion circuit connected to the LC filter having the variable inductor among the plurality of power conversion circuits,
The variable according to any one of claims 1 to 5, wherein it is determined whether or not the LC filter having the variable inductor resonates based on the frequency of the carrier acquired by the acquisition means. Inductor control device.
前記可変インダクタを有する前記LCフィルタに接続された前記電力変換回路(30,40)には、車載補機(33,43)が接続され、
前記複数の電力変換回路のうち前記可変インダクタを有する前記LCフィルタに接続された電力変換回路以外の電力変換回路(20)には、車載主機としての回転機(23)が接続されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の可変インダクタの制御装置。 Each of the plurality of power conversion circuits is a DC / AC conversion circuit,
In-vehicle auxiliary equipment (33, 43) is connected to the power conversion circuit (30, 40) connected to the LC filter having the variable inductor,
A rotating machine (23) as an in-vehicle main machine is connected to a power conversion circuit (20) other than the power conversion circuit connected to the LC filter having the variable inductor among the plurality of power conversion circuits. The control device for a variable inductor according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013093667A JP2014217210A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Control device for variable inductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013093667A JP2014217210A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Control device for variable inductor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014217210A true JP2014217210A (en) | 2014-11-17 |
Family
ID=51942430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013093667A Pending JP2014217210A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Control device for variable inductor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014217210A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019100232A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 株式会社豊田自動織機 | On-vehicle electric compressor |
JP7627838B2 (en) | 2021-02-02 | 2025-02-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Resonant Current Limiting System |
-
2013
- 2013-04-26 JP JP2013093667A patent/JP2014217210A/en active Pending
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JP2019100232A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 株式会社豊田自動織機 | On-vehicle electric compressor |
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