[发明专利]交流旋转电机的控制装置

说明书

本发明提供一种交流旋转电机的控制装置，其能够抑制由大电流通电引起的开关元件的温度上升，并能在极限温度以下进行过热保护。该控制装置包括：开关元件温度获取部(31)，获取开关元件(19a～19c、20a～20c)的温度；开关元件温度补偿值运算部(30)，基于由交流旋转电机状态量获取部(29)获取的交流旋转电机(18)的状态量来计算补偿值；以及允许转矩调整部(32、32a、32b)，调整交流旋转电机(18)的允许转矩，使得开关元件温度和上述补偿值之和不超过开关元件(19a～19c、20a～20c)的限制温度。

技术领域

本申请涉及一种交流旋转电机的控制装置。

背景技术

通常，电动汽车或混合动力汽车等电动化的车辆上，为了驱动车辆或者为了回收车辆的减速能量而搭载有交流旋转电机。该交流旋转电机连接到具有开关元件的功率转换电路，将直流电源(电池)的直流功率转换为交流功率，或者将由交流旋转电机产生的交流功率转换为直流功率。这里所说的开关元件是MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated GateBipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)等。

通常，开关元件设有绝对不能超过的温度——极限温度，一旦超过该温度，就有可能损坏。因此，提出了一种过热保护的控制，以使开关元件不超过开关元件所具有的极限温度。

例如，根据专利文献1中公开的现有的功率转换装置，提出了一种当功率用半导体的温度为设定温度以上时校正交流旋转电机的转矩指令值的方法，使得功率用半导体的温度与设定温度一致。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第6107936号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

通常，永磁同步电动机被广泛用作为由逆变器驱动的交流旋转电机。永磁同步电动机的转矩由转子所具有的磁力和对定子线圈进行通电的电流决定，而转子的磁力由磁体的种类或结构决定，因此交流旋转电机的转矩由对定子线圈进行通电的电流控制。也就是说，对定子线圈进行通电的电流越大，永磁同步电动机能获得的转矩越大。此外，当交流旋转电机的转速恒定时，永磁同步电动机能获得较大的输出。

然而，以永磁同步电动机为例的交流旋转电机中所能通电的电流一般由功率转换电路中使用的开关元件的规格或用于冷却开关元件的冷却性能决定。这是因为，如上所述，开关元件存在极限温度，如果超过该温度，就有可能损坏。

由通电引起的开关元件的温度上升可通过由通电引起的开关元件的损耗与从开关元件到冷却介质的热阻的乘积来求出。开关元件的损耗与通电的电流正相关，从开关元件到冷却体的热阻具有一阶延迟的响应。因此，即使通电相同的电流，如果通电时间不同，则开关元件的温度上升也不同。也就是说，即使开关元件的温度上升相同，如果时间越短，则能通电的电流越大，所能获得的输出也越大。

在像电动汽车或混合动力汽车那样的电动化车辆中使用的交流旋转电机的使用方式中，存在短时间内会输出大电流的情况。这是使发动机启动的情况，或者是在减速时回收再生能量的情况。在这种情况下，需要对交流旋转电机通电大电流，并且在刚发出转矩指令后，开关元件的温度就可能超过极限温度。

在上述专利文献1中，提出了在开关元件温度达到设定温度以上的情况下，进行使开关元件温度与设定温度一致的控制，但是在瞬时施加大转矩的情况下，开关元件的温度有可能过冲而超过极限温度。此外，当预先设想开关元件的温度过冲并超过极限温度，而将开关元件的设定温度设定得较低时，会使通电到交流旋转电机的电流降低，从而导致输出过低。

本申请公开了一种用于解决上述问题的技术，其目的是提供一种交流旋转电机的控制装置，其能够抑制由于大电流通电引起的开关元件的温度上升，能在极限温度以下进行过热保护。

用于解决技术问题的技术手段