JP4552811B2

JP4552811B2 - Motor drive device

Info

Publication number: JP4552811B2
Application number: JP2005259401A
Authority: JP
Inventors: 義一角田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: JP2007074825A

Description

この発明は、バッテリーの直流電力を交流電力に変換してモータに供給するモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor driving apparatus that converts DC power of a battery into AC power and supplies the same to a motor.

例えば、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されたブラシレスモータにおいては、該車両に搭載されたバッテリーの直流電力をインバータを用いて交流電力に変換してからモータに供給するが、モータを駆動するために必要な所定の電圧がバッテリーから出力される直流電圧よりも高い場合には、昇圧を行ってからモータに供給する必要がある。 For example, in a brushless motor mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle, the DC power of a battery mounted on the vehicle is converted to AC power using an inverter and then supplied to the motor. When the required predetermined voltage is higher than the DC voltage output from the battery, it is necessary to boost the voltage before supplying it to the motor.

そこで、従来のモータ駆動装置においては、バッテリーから出力される直流電圧を一旦昇圧用チョッパで必要とされる電圧まで昇圧した上で、インバータに入力して、モータを駆動するために必要な所定の電圧を有した交流電力を得るようにしていた（例えば、特許文献１）。 Therefore, in the conventional motor driving device, the DC voltage output from the battery is once boosted to a voltage required by the boosting chopper, and then input to the inverter to drive a predetermined motor necessary for driving the motor. AC power having a voltage was obtained (for example, Patent Document 1).

特開平８−２１４５９２号公報（第５〜６頁、第１図）JP-A-8-214592 (pages 5-6, FIG. 1)

上記のように、特許文献１に記載の従来のモータ駆動装置は、バッテリーから出力される直流電圧を一旦昇圧した上でインバータに入力するようにしていたので、インバータに使用するスイッチ素子には、昇圧後の高い電圧が印加されることとなり、使用できるスイッチ素子が高い耐圧を有するものに限られるという問題があった。 As described above, since the conventional motor driving device described in Patent Document 1 has been configured to input the DC voltage output from the battery once to the inverter after being boosted, A high voltage after boosting is applied, and there is a problem that usable switch elements are limited to those having a high breakdown voltage.

この発明は、上記のような課題を解決するために為されたもので、耐圧の高くないスイッチ素子を用いて構成することが可能なモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that can be configured using a switch element having a high breakdown voltage.

この発明に係るモータ駆動装置は、直流電圧を出力するバッテリーと、前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記直流電圧で充電されるコンデンサを有する重畳回路を備え、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を前記交流電圧に重畳させてなるモータ駆動電圧を重畳回路から出力するようにした。 A motor driving device according to the present invention includes a battery that outputs a DC voltage, an inverter that converts the DC voltage to an AC voltage, and a superposition circuit that has a capacitor that is charged with the DC voltage, and accumulates in the charged capacitor. A motor drive voltage obtained by superimposing the stored voltage on the AC voltage is output from the superposition circuit.

この発明によれば、インバータから出力される交流電圧に、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を重畳させるようにしたので、バッテリーから出力される直流電圧の２倍又は３倍の電圧を有するモータ駆動電圧を得ることが可能となり、その結果、インバータや重畳回路に使用されるスイッチ素子において、昇圧後にインバータで交流電圧に変換するという従来の回路構成で使用されるスイッチ素子の耐圧に比べて、１／２又は１／３の低い耐圧しか有さないスイッチ素子を使用することができ、モータ駆動装置の小型軽量化を図れるという効果がある。 According to the present invention, since the accumulated voltage accumulated in the charged capacitor is superimposed on the AC voltage output from the inverter, the voltage has twice or three times the DC voltage output from the battery. As a result, it is possible to obtain a motor drive voltage. As a result, the switching element used in an inverter or a superposition circuit is compared with the withstand voltage of the switching element used in the conventional circuit configuration in which the inverter converts the AC voltage into an AC voltage after boosting. Therefore, it is possible to use a switch element having only a low withstand voltage of 1/2 or 1/3, and there is an effect that the motor drive device can be reduced in size and weight.

以下、この発明の実施の形態によるモータ駆動装置を、駆動するモータが３相モータであり、インバータが３相インバータである場合を例として説明する。なお、モータ駆動装置の回路に使用されているスイッチは、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体のスイッチ素子を用いる。 Hereinafter, the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention will be described by taking as an example a case where the driving motor is a three-phase motor and the inverter is a three-phase inverter. The switch used in the circuit of the motor drive device uses a semiconductor switch element such as a MOS FET or IGBT.

実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１のモータ駆動装置の概略構成図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention.

当該モータ駆動装置は、バッテリー１から出力された直流電圧が３相インバータ２によって、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相からなる交流電圧に変換されるとともに、その各相の交流電圧を入力として重畳回路３が接続される。その重畳回路からＵ’相、Ｖ’相、及びＷ’相のモータ駆動電圧が出力され、該モータ駆動電圧が３相モータ４に供給されるようになっている。 In the motor driving device, the DC voltage output from the battery 1 is converted into an AC voltage composed of three phases of the U phase, the V phase, and the W phase by the three-phase inverter 2, and the AC voltage of each phase is converted. The superposition circuit 3 is connected as an input. The superimposing circuit outputs U′-phase, V′-phase, and W′-phase motor drive voltages, and the motor drive voltages are supplied to the three-phase motor 4.

図２は、図１の概略構成図から、３相インバータ２の３相の交流電圧の内のＵ相に係る部分、及び、重畳回路３から出力されるモータ駆動電圧のＵ’相に係る部分についてのみ抜き出した、構成をより詳細に説明するためのモータ駆動装置の回路構成図である。図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。また、図１に記載のＶ相、Ｗ相、Ｖ’相、及びＷ’相についても、まったく同様の回路構成となっているので、図及びその説明は省略する。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of FIG. 1, a portion related to the U phase of the three-phase AC voltage of the three-phase inverter 2, and a portion related to the U ′ phase of the motor drive voltage output from the superposition circuit 3 It is the circuit block diagram of the motor drive device for extracting the structure only for describing the structure in detail. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and thus description thereof is omitted. The V-phase, W-phase, V′-phase, and W′-phase shown in FIG. 1 have exactly the same circuit configuration, and the illustration and description thereof are omitted.

なお、実施の形態１の重畳回路は、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を加算的に重畳するか減算的に重畳するか切り替えるスイッチを備える加減算式重畳回路である。 Note that the superposition circuit of the first embodiment is an addition / subtraction type superposition circuit including a switch for switching whether the accumulated voltage accumulated in the charged capacitor is superimposed in addition or subtraction.

さて、図２において、バッテリー１から出力される直流電圧Ｖ_Ｂは、スイッチ２−１とスイッチ２−２とからなる３相インバータ２のＵ相アームによってＵ相の交流電圧に変換される。 In FIG. 2, the DC voltage V _B output from the battery 1 is converted into a U-phase AC voltage by the U-phase arm of the three-phase inverter 2 composed of the switch 2-1 and the switch 2-2.

一方、Ｕ相の加減算式重畳回路３ａのコンデンサ３ａ−１は、バッテリー１から出力される直流電圧Ｖ_Ｂが順方向ダイオード３ａ−２と充電するかどうかを切り替えるためのスイッチ３ａ−３と充電インダクタ３ａ−４を介して印加されることによって充電される。なお、スイッチ３ａ−３をＯＦＦにした時に、充電インダクタ３ａ−４に蓄えられた電力を効率良くコンデンサ３ａ−１に還流するための還流ダイオード３ａ−５が設けられている。 On the other hand, the capacitor 3a-1 of the addition and subtraction formula superimposing circuit 3a of the U-phase, charging inductor DC voltage V _B is the switch 3a-3 for switching whether to charge the forward diode 3a-2 that is output from the battery 1 It is charged by being applied via 3a-4. In addition, when the switch 3a-3 is turned OFF, a free-wheeling diode 3a-5 is provided for efficiently returning the electric power stored in the charging inductor 3a-4 to the capacitor 3a-1.

また、加減算式重畳回路３ａは、コンデンサの蓄積電圧を加算的に重畳するか減算的に重畳するか切り替えるスイッチであるスイッチ３ａ−６、スイッチ３ａ−７、スイッチ３ａ−８、及びスイッチ３ａ−９により、Ｕ相アームから出力される交流電圧が正の極性の時に、コンデンサ３ａ−１に充電された蓄積電圧を極性が正の方向に加算的に重畳するように接続したり、前記交流電圧が負の極性の時に、コンデンサ３ａ−１の接続方向が逆転するようにスイッチを設定して、前記蓄積電圧が負の方向に減算的に重畳するように接続したりできるようになっており、その結果、Ｕ相の交流電圧にコンデンサ３ａ−１の蓄積電圧が重畳されて、加減算式重畳回路３ａからＵ’相のモータ駆動電圧が出力される。 In addition, the addition / subtraction superimposing circuit 3a is a switch that switches whether the accumulated voltage of the capacitor is superimposed in addition or subtraction, and is a switch 3a-6, switch 3a-7, switch 3a-8, and switch 3a-9. Thus, when the AC voltage output from the U-phase arm has a positive polarity, the accumulated voltage charged in the capacitor 3a-1 is connected so as to be superimposed in the positive direction, or the AC voltage is When the polarity is negative, the switch is set so that the connection direction of the capacitor 3a-1 is reversed, and the accumulated voltage can be connected so as to be subtracted in the negative direction. As a result, the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 is superimposed on the U-phase AC voltage, and the U'-phase motor drive voltage is output from the addition / subtraction superposition circuit 3a.

次に、図１及び図２に示したモータ駆動装置の動作について説明する。図３は、３相インバータ２のＵ相アーム及び加減算式重畳回路３ａが有するスイッチの制御信号と加減算式重畳回路３ａから出力されるＵ’相のモータ駆動電圧波形（Ｖ_Ｕ’出力）との関係を説明するための動作波形図である。図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 Next, the operation of the motor drive device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 3 shows the control signal of the switch of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 and the addition / subtraction type superposition circuit 3a and the U′-phase motor drive voltage waveform (V _{U ′} output) output from the addition / subtraction type superposition circuit 3a. It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating a relationship. The same reference numerals as those in FIG.

図３においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下であり、その結果、加減算式重畳回路３ａから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達している場合の該モータ駆動装置の動作を図３の左側に示している。また、モータを高速回転ないしは高トルクで駆動するために、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越えており、その結果、図３の左側に示す動作では加減算式重畳回路３ａから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達することができないため、図３の左側に示す動作に代えて、該モータ駆動装置が所定の電圧を得るために行う動作を図３の右側に示している。 In FIG. 3, the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1, and as a result, the motor driving voltage output from the addition / subtraction superposition circuit 3a is set to the predetermined voltage required for driving the motor. The operation of the motor drive device when it has been reached is shown on the left side of FIG. Further, in order to drive the motor at high speed or high torque, the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, and as a result, in the operation shown on the left side of FIG. Since the motor drive voltage output from 3a cannot reach the predetermined voltage required for driving the motor, the operation performed by the motor drive device to obtain the predetermined voltage instead of the operation shown on the left side of FIG. Is shown on the right side of FIG.

まずは、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合について、図２と図３の左側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 First, the case where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the left side of FIGS.

加減算式重畳回路３ａのスイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−７を常にＯＮとしておき、３相インバータ２のＵ相上アームであるスイッチ２−１をＯＮとすると、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂが、加減算式重畳回路３ａからＵ’相のモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。次に、スイッチ２−１をＯＦＦとし、代わりにＵ相下アームであるスイッチ２−２をＯＮとすると、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として０Ｖが出力される。 When the switches 3a-6 and 3a-7 of the addition / subtraction superposition circuit 3a are always turned on and the switch 2-1 which is the U-phase upper arm of the three-phase inverter 2 is turned on, the DC voltage V _{B of the} battery 1 is Output from the addition / subtraction superimposing circuit 3a as a U′-phase motor drive voltage _{VU ′} . Next, when the switch 2-1 is turned off and the switch 2-2 which is the U-phase lower arm is turned on instead, 0V is output as the motor drive voltage _{VU ′} .

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、加減算式重畳回路３ａからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）がＶ_Ｂの矩形波交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By this switch operation is repeated from the subtraction expression superposition circuit 3a, so that the maximum and minimum amplitude (peak to peak) is a rectangular wave AC voltage V _B are outputted as the motor drive voltage V _{U '.}

この場合は、この発明に係るモータ駆動装置は、単なる３相インバータとして、バッテリー１の直流電圧を矩形交流電圧に変換してモータ駆動電圧を出力する。なお、モータの駆動に必要な所定の電圧が前記直流電圧Ｖ_Ｂよりも低い場合は、パルス幅変調（以下、ＰＷＭと呼ぶ）方式を適用して、スイッチ２−１がＯＮの期間を短くし、その分、スイッチ２−２のＯＦＦの期間を長くすることで調整して、実質的なモータ駆動電圧が所定の電圧となるようにする。 In this case, the motor drive device according to the present invention converts the DC voltage of the battery 1 into a rectangular AC voltage and outputs the motor drive voltage as a simple three-phase inverter. Incidentally, when the predetermined voltage required for driving the motor is lower than the DC voltage V _B, the pulse width modulation (hereinafter, referred to as PWM) by applying the method, the switch 2-1 is shortened the duration of ON Accordingly, adjustment is made by lengthening the OFF period of the switch 2-2 so that the substantial motor drive voltage becomes a predetermined voltage.

次に、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合について、図２と図３の右側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 Next, the case where the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the right side of FIGS.

Ｕ相アームについては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合である図３の左側と同様に、通常の単なる矩形波交流電圧を出力するインバータとして動作させる。 The U-phase arm is operated as an inverter that outputs a normal rectangular wave AC voltage, as in the left side of FIG. 3 where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1.

一方、Ｕ相アームの出力である矩形波交流電圧がＶ_Ｂの値となっている正の極性の期間において、コンデンサ３ａ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの矩形波交流電圧に極性が正の方向に加算的に重畳するために、加減算式重畳回路３ａにおいて、スイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−９のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図３の右側に示すように、コンデンサ３ａ−１の蓄積電力の消費により徐々に減衰するが、最大で２Ｖ_Ｂの電圧となる。 On the other hand, during the period of positive polarity in which the rectangular wave AC voltage, which is the output of the U-phase arm, has a value of V _B , the accumulated voltage charged in the capacitor 3a-1 is polarized to the rectangular wave AC voltage of the U-phase arm. Are additively superimposed in the positive direction, only the switches 3a-6 and 3a-9 are turned on in the addition / subtraction superposition circuit 3a. As a result, as shown on the right side of FIG. 3, the motor drive voltage V _{U ′} gradually attenuates due to the consumption of the accumulated power of the capacitor 3a-1, but becomes a voltage of 2V _{B at} the maximum.

次に、Ｕ相アームの出力が０Ｖの値となっている負の極性の期間においては、コンデンサ３ａ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの出力に極性が負の方向に減算的に重畳するために、加減算式重畳回路３ａにおいて、スイッチ３ａ−７とスイッチ３ａ−８のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図３の右側に示すように、最小で−Ｖ_Ｂの電圧となる。 Next, in the negative polarity period in which the output of the U-phase arm is 0V, the accumulated voltage charged in the capacitor 3a-1 is subtracted in the negative direction toward the output of the U-phase arm. In order to superimpose, only the switch 3a-7 and the switch 3a-8 are turned on in the addition / subtraction superposition circuit 3a. As a result, the motor drive voltage V _{U ′} is a minimum voltage of −V _B as shown on the right side of FIG.

なお、コンデンサ３ａ−１の蓄積電圧は、重畳させる毎に減衰するので、スイッチ２−２がＯＮで、かつ、重畳させない期間を利用して、スイッチ３ａ−３、スイッチ３ａ−６及びスイッチ３ａ−７をＯＮの状態とし、スイッチ３ａ−８とスイッチ３ａ−９をＯＦＦの状態とすることで、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂを順方向ダイオード３ａ−２、スイッチ３ａ−３及び充電インダクタ３ａ−４を介してコンデンサ３ａ−１に印加して充電すると、図３の右側のコンデンサ３ａ−１の蓄積電圧の波形に示すように、一旦減衰した蓄積電圧は充電により回復する。 Since the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 is attenuated each time it is superimposed, the switch 3a-3, the switch 3a-6, and the switch 3a- are used using the period when the switch 2-2 is ON and not superimposed. 7 was the state ON, the switches 3a-8 and switches 3a-9 by the state OFF, the forward diode 3a-2 of the DC voltage _{V B} of the battery 1, the switch 3a-3 and charging inductor 3a-4 When the capacitor 3a-1 is applied and charged through the capacitor 3a-1, the accumulated voltage once attenuated is recovered by charging as shown in the waveform of the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 on the right side of FIG.

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、Ｕ相の加減算式重畳回路３ａからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）が３Ｖ_Ｂの交流電圧、つまり、バッテリー１から出力される直流電圧の３倍の交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By repeating such a switching operation, the U-phase addition / subtraction superposition circuit 3a has an AC voltage having a maximum / minimum amplitude (peak to peak) of 3V _B , that is, three times the DC voltage output from the battery 1. Will be output as the motor drive voltage _{VU ′} .

なお、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリーの直流電圧Ｖ_Ｂよりも高いが、３Ｖ_Ｂより低い場合は、コンデンサ３ａ−１を充電するかどうか切り替えるスイッチ３ａ−３のＯＮの期間を短くすることで調整して、実質的なモータ駆動電圧が所定の電圧となるようにする。 Note that when the predetermined voltage required for driving the motor is higher than the DC voltage V _{B of the} battery, but lower than 3 V _B , the ON period of the switch 3a-3 for switching whether to charge the capacitor 3a-1 is shortened. Thus, the substantial motor driving voltage is adjusted to a predetermined voltage.

以上のように、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合に、加減算式重畳回路３ａからなる重畳回路３で、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を、３相インバータ２から出力される交流電圧に重畳させるようにしたので、バッテリー１の直流電圧の最大３倍の電圧を有するモータ駆動電圧を、高い耐圧のスイッチ素子を使用すること無しに得ることができるという効果がある。 As described above, when the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, the voltage accumulated in the capacitor charged by the superimposing circuit 3 including the addition / subtraction superimposing circuit 3a is 3 Since the AC voltage output from the phase inverter 2 is superposed on the AC voltage, a motor drive voltage having a voltage three times as high as the DC voltage of the battery 1 can be obtained without using a high withstand voltage switching element. There is an effect.

上記においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合には、３相インバータ２のＵ相アームの出力をそのまま当該モータ駆動装置のモータ駆動電圧として出力したが、Ｕ相アームの出力の代わりに、加減算式重畳回路３ａのコンデンサ３ａ−１の蓄積電圧を出力するようにしても良い。 In the above, when the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, the output of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 is output as it is as the motor driving voltage of the motor driving device. Instead of the output of the U-phase arm, the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 of the addition / subtraction superposition circuit 3a may be output.

図４は、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合に、加減算式重畳回路３ａのコンデンサ３ａ−１の蓄積電圧をモータ駆動電圧として出力する、この発明に係るモータ駆動装置の加減算式重畳回路３ａから出力されるＵ’相のモータ駆動電圧波形を説明するための動作波形図である。図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 FIG. 4 shows a motor according to the present invention that outputs the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 of the addition / subtraction superposition circuit 3a as a motor drive voltage when a predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1. FIG. 7 is an operation waveform diagram for explaining a U′-phase motor drive voltage waveform output from an addition / subtraction superposition circuit 3a of the drive device. The same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted.

図４の左側のモータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合の動作を、以下に説明する。 The operation when the predetermined voltage required for driving the left motor in FIG. 4 is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1 will be described below.

Ｕ相アームのスイッチ２−１は常にＯＦＦに、スイッチ２−２は常にＯＮとしておき、加減算式重畳回路３ａのスイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−９をＯＮに、スイッチ３ａ−３、スイッチ３ａ−７及びスイッチ３ａ−８をＯＦＦとすると、充電されたコンデンサ３ａ−１の蓄積電圧が、加減算式重畳回路３ａからＵ’相のモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。次に、スイッチ３ａ−７をＯＮとし、スイッチ３ａ−９をＯＦＦとすると、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として０Ｖが出力される。 The switch 2-1 of the U-phase arm is always OFF, the switch 2-2 is always ON, the switches 3a-6 and 3a-9 of the addition / subtraction superposition circuit 3a are turned ON, the switches 3a-3 and 3a- 7 and the switch 3a-8 are turned OFF, the accumulated voltage of the charged capacitor 3a-1 is output from the addition / subtraction superimposing circuit 3a as the U'-phase motor drive voltage _{VU '} . Next, when the switch 3a-7 is turned on and the switch 3a-9 is turned off, 0 V is output as the motor drive voltage _{VU ′} .

なお、コンデンサ３ａ−１の蓄積電圧は減衰していくので、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’に０Ｖを出力している期間を利用して、スイッチ３ａ−３をＯＮとすることで、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂを順方向ダイオード３ａ−２、スイッチ３ａ−３及び充電インダクタ３ａ−４を介してコンデンサ３ａ−１に印加して充電する。 Since the accumulated voltage of the capacitor 3a-1 is attenuated, the direct current of the battery 1 is turned on by turning on the switch 3a-3 using the period in which 0V is output as the motor drive voltage _{VU ′.} the voltage _{V B} forward diode 3a-2, via the switches 3a-3 and charging inductor 3a-4 for charging is applied to the capacitor 3a-1.

図４の右側のモータを駆動するために必要な電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合の動作については、図３の場合と全く同じであるので説明を省略する。 The operation when the voltage required to drive the motor on the right side of FIG. 4 exceeds the DC voltage of the battery 1 is exactly the same as in FIG.

次に、３相モータをより滑らかに回転させるために、高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用した場合について、以下に説明する。 Next, a case where the high-frequency PWM method is partially applied in order to rotate the three-phase motor more smoothly will be described below.

図５は、高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用した場合の、Ｕ相アーム及び加減算式重畳回路３ａが有するスイッチの制御信号と加減算式重畳回路３ａから出力されるＵ’相のモータ駆動電圧波形（Ｖ_Ｕ’出力）との関係を説明するための動作波形図である。図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 FIG. 5 shows a control signal for a switch included in the U-phase arm and the addition / subtraction superposition circuit 3a and a motor driving voltage waveform of the U ′ phase output from the addition / subtraction superposition circuit 3a when the high-frequency PWM method is partially applied ( It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating the relationship with _{VU '} output). The same reference numerals as those in FIG.

まずは、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合について、図２と図５の左側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 First, the case where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the left side of FIGS.

加減算式重畳回路３ａのスイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−７を常にＯＮとしておき、３相インバータ２のＵ相上アームであるスイッチ２−１とスイッチ２−２に部分的に高周波ＰＷＭ方式を適用して、スイッチ２−１をＯＮとすると、バッテリー１の直流電圧Ｖ_ＢがＰＷＭ駆動された状態で、加減算式重畳回路３ａからＵ’相のモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。次に、スイッチ２−１をＯＦＦとし、代わりにＵ相下アームであるスイッチ２−２をＯＮとすると、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として０Ｖが出力される。 The switches 3a-6 and 3a-7 of the addition / subtraction superimposing circuit 3a are always turned on, and the high frequency PWM method is partially applied to the switches 2-1 and 2-2 which are U-phase upper arms of the three-phase inverter 2. When the switch 2-1 is turned on, the DC voltage V _B of the battery 1 is output as the U′-phase motor drive voltage V _{U ′} from the addition / subtraction superposition circuit 3a in a state where the DC voltage V _B of the battery 1 is PWM driven. Next, when the switch 2-1 is turned off and the switch 2-2 which is the U-phase lower arm is turned on instead, 0V is output as the motor drive voltage _{VU ′} .

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、加減算式重畳回路３ａからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）がＶ_Ｂで部分的にＰＷＭ駆動された矩形波交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。 By this switch operation is repeated from the subtraction expression superimposing circuit 3a, the maximum and minimum amplitude (peak to peak) is _{V B} in a partially PWM driven rectangular wave AC voltage is the motor driving voltage V _{U '} Is output.

次に、モータを駆動するために必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合について、図２と図５の右側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 Next, the case where the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the right side of FIGS.

Ｕ相アームについては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合である図５の左側と同様に、部分的にＰＷＭ駆動された矩形波交流電圧を出力するインバータとして動作させる。 As for the U-phase arm, as a left side of FIG. 5 where a predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, an inverter that outputs a rectangular wave AC voltage partially PWM-driven. Make it work.

一方、Ｕ相アームの部分的にＰＷＭ駆動された矩形波交流電圧がＶ_Ｂの値となっている正の極性の期間において、コンデンサ３ａ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの矩形波交流電圧に極性が正の方向に部分的にＰＷＭ駆動して加算的に重畳するために、加減算式重畳回路３ａにおいて、スイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−７に部分的に高周波ＰＷＭ方式を適用して、スイッチ３ａ−６とスイッチ３ａ−９のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図５の右側に示すように、最大で２Ｖ_Ｂの電圧のＰＷＭ駆動された波形となる。 On the other hand, in the period of positive polarity partially PWM driven rectangular wave AC voltage of U-phase arm has a value of V _B, a rectangular wave of U-phase arm accumulated voltage charged in the capacitor 3a-1 In order to add and superimpose the AC voltage partially in the positive direction in the positive polarity, the high frequency PWM method is partially applied to the switches 3a-6 and 3a-7 in the addition / subtraction superposition circuit 3a. Thus, only the switch 3a-6 and the switch 3a-9 are turned on. As a result, the motor drive voltage V _{U ′} has a PWM-driven waveform with a maximum voltage of 2V _B , as shown on the right side of FIG.

Ｕ相アームの出力が０Ｖの値となっている負の極性の期間においては、コンデンサ３ａ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの出力に極性が負の方向に減算的に重畳するために、加減算式重畳回路３ａにおいて、スイッチ３ａ−７とスイッチ３ａ−８のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図５の右側に示すように、最小で−Ｖ_Ｂの電圧となる。 In the negative polarity period in which the output of the U-phase arm has a value of 0 V, the accumulated voltage charged in the capacitor 3a-1 is subtracted in a negative direction in the negative polarity direction on the output of the U-phase arm. In addition, only the switches 3a-7 and 3a-8 are turned on in the addition / subtraction superimposing circuit 3a. As a result, the motor drive voltage V _{U ′} is a minimum voltage of −V _B as shown on the right side of FIG.

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、加減算式重畳回路３ａからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）が３Ｖ_Ｂの部分的にＰＷＭ駆動された交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。 By this switch operation is repeated from the subtraction expression superimposing circuit 3a, maximum and minimum amplitude (peak to peak) is partially PWM driving AC voltage of 3V _B is outputted as the motor drive voltage V _{U '} The

なお、モータの駆動に必要な所定の電圧が、バッテリーの直流電圧Ｖ_Ｂよりも高いが３Ｖ_Ｂより低い場合は、ＰＷＭ駆動でのパルス幅を調整して、実質的なモータ駆動電圧が所定の電圧となるようにする。 When the predetermined voltage required for driving the motor is higher than the DC voltage V _{B of the} battery but lower than 3 V _B , the pulse width in the PWM drive is adjusted so that the substantial motor driving voltage is predetermined. Make the voltage.

以上のように、実施の形態１のモータ駆動装置において、部分的に高周波ＰＷＭ方式を適用したので、高い耐圧のスイッチ素子を用いること無しに、バッテリー１の直流電圧の最大３倍の電圧を有するモータ駆動電圧を得ることができるのと同時に、部分的に高周波ＰＷＭ駆動されたモータ駆動電圧とすることで、より滑らかなモータの回転が実現できるという効果がある。 As described above, since the high frequency PWM method is partially applied to the motor driving apparatus of the first embodiment, the voltage is a maximum of three times the DC voltage of the battery 1 without using a high breakdown voltage switching element. At the same time that the motor drive voltage can be obtained, the motor drive voltage that is partially driven by high-frequency PWM drive has the effect that smoother motor rotation can be realized.

次に、加減算式重畳回路３ａから出力されたモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達しているかどうかを検出し、Ｕ相アームのスイッチ及び加減算式重畳回路３ａのスイッチを制御する回路構成例とその動作について、以下に説明する。 Next, it is detected whether or not the motor drive voltage output from the addition / subtraction superposition circuit 3a has reached a predetermined voltage required for driving the motor, and the switch of the U-phase arm and the switch of the addition / subtraction superposition circuit 3a are controlled. A circuit configuration example and its operation will be described below.

図６は、この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態１のＵ相に係る部分についてのみを抜き出し、さらに、モータ駆動電圧を検出し、さらに、モータの駆動に必要な所定の電圧に達しているかどうか判定し、その判定信号に基づいてＵ相アームや加減算式重畳回路３ａのスイッチを制御するようにしたモータ駆動装置の回路構成図である。図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。また、図１に記載のＶ相、Ｗ相、Ｖ’相、及びＷ’相についても、まったく同様の回路構成となっているので、図及びその説明は省略する。 FIG. 6 shows only the portion related to the U phase of the first embodiment of the motor drive device according to the present invention, further detects the motor drive voltage, and further reaches a predetermined voltage required for driving the motor. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a motor driving device that determines whether or not a U-phase arm and an addition / subtraction type superposition circuit 3a are controlled based on the determination signal. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted. The V-phase, W-phase, V′-phase, and W′-phase shown in FIG. 1 have exactly the same circuit configuration, and the illustration and description thereof are omitted.

加減算式重畳回路３ａから出力されたモータ駆動電圧は、駆動電圧検出判定部５によって検出され、モータの駆動に必要な所定の電圧に達しているかどうかの判定が行われる。駆動電圧検出判定部５から出力された判定信号に基づいて、駆動電圧検知式制御部６は、Ｕ相アームのスイッチ２−１及びスイッチ２−２と、加減算式重畳回路３ａのスイッチ３ａ−３、スイッチ３ａ−６、スイッチ３ａ−７、スイッチ３ａ−８、及びスイッチ３ａ−９を制御する制御信号を出力する。この制御信号とモータ駆動電圧波形との関係については、図３、図４、及び図５を用いて、既に説明したとおりである。 The motor drive voltage output from the addition / subtraction superimposing circuit 3a is detected by the drive voltage detection determination unit 5, and it is determined whether or not the predetermined voltage required for driving the motor has been reached. Based on the determination signal output from the drive voltage detection determination unit 5, the drive voltage detection type control unit 6 includes the switches 2-1 and 2-2 of the U-phase arm, and the switch 3a-3 of the addition / subtraction type superposition circuit 3a. The control signals for controlling the switches 3a-6, 3a-7, 3a-8, and 3a-9 are output. The relationship between the control signal and the motor drive voltage waveform is as already described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.

上記では、加減算式重畳回路３ａから出力されるモータ駆動電圧そのものを検出するようにしたが、その代わりに、直接的にモータ自体の回転数や負荷トルク等の動作を検出判定して、その判定信号に基づいてＵ相アーム及び加減算式重畳回路３ａのスイッチを制御するようにしても良い。 In the above description, the motor drive voltage itself output from the addition / subtraction superposition circuit 3a is detected. Instead, the operation such as the rotation speed and load torque of the motor itself is directly detected and determined. The switches of the U-phase arm and the addition / subtraction superposition circuit 3a may be controlled based on the signal.

実施の形態２．
実施の形態１のモータ駆動装置では、重畳回路が充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を加算的に重畳するか減算的に重畳するか切り替えるスイッチを備える加減算式重畳回路である場合について示したが、使用するスイッチ素子の数を減らして、加算的に重畳するのみの機能を持つ加算式重畳回路であっても有効である。 Embodiment 2. FIG.
In the motor driving apparatus of the first embodiment, the case where the superposition circuit is an addition / subtraction superposition circuit including a switch for switching whether to superimpose the accumulated voltage accumulated in the charged capacitor in addition or subtraction is shown. However, even an addition type superposition circuit having a function of only superposing additively by reducing the number of switch elements to be used is effective.

図７は、図１の概略構成図から、３相インバータ２の３相の交流電圧の内のＵ相に係る部分、及び、重畳回路３から出力されるモータ駆動電圧のＵ’相に係る部分についてのみ抜き出し、さらに、重畳回路３として加算的に重畳するのみの加算式重畳回路を用いたモータ駆動装置の回路構成図である。図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。また、図１に記載のＶ相、Ｗ相、Ｖ’相、及びＷ’相についても、まったく同様の回路構成となっているので、図及びその説明は省略する。 FIG. 7 shows a part related to the U phase in the three-phase AC voltage of the three-phase inverter 2 and a part related to the U ′ phase of the motor drive voltage output from the superposition circuit 3 from the schematic configuration diagram of FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a motor drive device using only an addition type superposition circuit that is extracted only as for the superposition circuit 3 and is additionally superposed additively. The same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. The V-phase, W-phase, V′-phase, and W′-phase shown in FIG. 1 have exactly the same circuit configuration, and the illustration and description thereof are omitted.

Ｕ相の加算式重畳回路３ｂのコンデンサ３ｂ−１は、バッテリー１から出力される直流電圧Ｖ_Ｂが順方向ダイオード３ｂ−２と充電インダクタ３ｂ−３を介して印加されることによって充電される。なお、スイッチ２−２をＯＦＦにした時に、充電インダクタ３ｂ−３に蓄えられた電力を効率良くコンデンサ３ｂ−１に還流するための還流ダイオード３ｂ−４が設けられている。 Capacitor 3b-1 of the addition type superposing circuit 3b of the U-phase is charged by the DC voltage V _B output from the battery 1 is applied via a forward diode 3b-2 and the charging inductor 3b-3. In addition, when the switch 2-2 is turned OFF, a free-wheeling diode 3b-4 is provided for efficiently returning the electric power stored in the charging inductor 3b-3 to the capacitor 3b-1.

また、加算式重畳回路３ｂは、スイッチ３ｂ−５及びスイッチ３ｂ−６により、Ｕ相アームから出力される交流電圧が正の極性の時に、コンデンサ３ｂ−１に充電された蓄積電圧を極性が正の方向に加算的に重畳するようになっており、その結果、Ｕ相の交流電圧にコンデンサ３ｂ−１の蓄積電圧が重畳されて、加算式重畳回路３ｂからＵ’相のモータ駆動電圧が出力される。 Further, the addition type superimposing circuit 3b causes the accumulated voltage charged in the capacitor 3b-1 to be positive when the AC voltage output from the U-phase arm is positive by the switch 3b-5 and the switch 3b-6. As a result, the accumulated voltage of the capacitor 3b-1 is superimposed on the U-phase AC voltage, and the U'-phase motor drive voltage is output from the addition-type superposition circuit 3b. Is done.

次に、図１及び図７に示したモータ駆動装置の動作について説明する。図８は、３相インバータ２のＵ相アーム及び加算式重畳回路３ｂが有するスイッチの制御信号と加算式重畳回路３ｂから出力されるＵ’相のモータ駆動電圧波形（Ｖ_Ｕ’出力）との関係を説明するための動作波形図である。図７と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 Next, the operation of the motor drive device shown in FIGS. 1 and 7 will be described. FIG. 8 shows the control signal of the switch of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 and the addition superimposing circuit 3b and the U′-phase motor drive voltage waveform (V _{U ′} output) output from the addition superimposing circuit 3b. It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating a relationship. The same reference numerals as those in FIG.

図８においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下であり、その結果、加算式重畳回路３ｂから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達している場合の該モータ駆動装置の動作を図８の左側に示している。また、モータを高速回転ないしは高トルクで駆動するために、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越えており、その結果、図８の左側に示す動作では加算式重畳回路３ｂから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達することができないため、図８の左側に示す動作に代えて、該モータ駆動装置が所定の電圧を得るために行う動作を図８の右側に示している。 In FIG. 8, the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, and as a result, the motor driving voltage output from the addition superimposing circuit 3b becomes the predetermined voltage required for driving the motor. The operation of the motor driving device when it has been reached is shown on the left side of FIG. In addition, in order to drive the motor at high speed or high torque, a predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, and as a result, in the operation shown on the left side of FIG. Since the motor driving voltage output from 3b cannot reach the predetermined voltage required for driving the motor, the operation performed by the motor driving device to obtain the predetermined voltage instead of the operation shown on the left side of FIG. Is shown on the right side of FIG.

まずは、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合について、図７と図８の左側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 First, the case where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the left side of FIGS.

加算式重畳回路３ｂの３ｂ−５を常にＯＮとしておき、３相インバータ２のＵ相上アームであるスイッチ２−１をＯＮとすると、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂが、加算式重畳回路３ｂからＵ’相のモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。次に、スイッチ２−１をＯＦＦとし、代わりにＵ相下アームであるスイッチ２−２をＯＮとすると、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として０Ｖが出力される。 When 3b-5 of the addition type superposition circuit 3b is always turned on and the switch 2-1 that is the U-phase upper arm of the three-phase inverter 2 is turned on, the DC voltage V _B of the battery 1 is supplied from the addition type superposition circuit 3b. It is output as a U′-phase motor drive voltage V _{U ′} . Next, when the switch 2-1 is turned off and the switch 2-2 which is the U-phase lower arm is turned on instead, 0V is output as the motor drive voltage _{VU ′} .

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、加算式重畳回路３ｂからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）がＶ_Ｂの矩形波交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By repeating such a switching operation, a rectangular wave AC voltage having a maximum and minimum amplitude (peak to peak) of V _B is output as the motor drive voltage V _{U ′} from the addition type superposition circuit 3b.

次に、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合について、図７と図８の右側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 Next, the case where the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the right side of FIGS.

Ｕアームについては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合である図８の左側と同様に、通常の単なる矩形波交流電圧を出力するインバータとして動作させる。 The U arm is operated as an inverter that outputs a normal rectangular wave AC voltage, as in the left side of FIG. 8 where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1.

一方、Ｕ相アームの出力である矩形波交流電圧がＶ_Ｂの値となっている正の極性の期間において、コンデンサ３ｂ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの矩形波交流電圧に極性が正の方向に加算的に重畳するために、加算式重畳回路３ｂにおいて、スイッチ３ｂ−６のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図８の右側に示すように、コンデンサ３ｂ−１の蓄積電力の消費により徐々に減衰するが、最大で２Ｖ_Ｂの電圧となる。 On the other hand, during the period of positive polarity in which the rectangular wave AC voltage, which is the output of the U-phase arm, has a value of V _B , the accumulated voltage charged in the capacitor 3b-1 is polarized to the rectangular wave AC voltage of the U-phase arm. Are additively superimposed in the positive direction, only the switch 3b-6 is turned on in the addition type superimposing circuit 3b. As a result, as shown on the right side of FIG. 8, the motor drive voltage V _{U ′} gradually attenuates due to the consumption of the accumulated power of the capacitor 3b-1, but becomes a voltage of 2V _{B at} the maximum.

なお、コンデンサ３ｂ−１の蓄積電圧は、重畳させる毎に減衰するが、スイッチ２−２がＯＮとなる期間に、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂが順方向ダイオード３ｂ−２及び充電インダクタ３ｂ−３を介してコンデンサ３ｂ−１に印加されて充電される。 Incidentally, the storage voltage of the capacitor 3b-1 is attenuated each time is superimposed, in the period in which the switch 2-2 is ON, the DC voltage _{V B} is forward diode 3b-2 and charging inductor 3b-3 of the battery 1 To be applied to the capacitor 3b-1 and charged.

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、Ｕ相の加算式重畳回路３ｂからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）が２Ｖ_Ｂの交流電圧、つまり、バッテリー１から出力される直流電圧の２倍の交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By repeating such a switching operation, the U-phase addition type superposition circuit 3b causes the maximum and minimum amplitude (peak to peak) to be 2V _B AC voltage, that is, twice the DC voltage output from the battery 1. Will be output as the motor drive voltage _{VU ′} .

以上のように、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合に、加算式重畳回路３ｂからなる重畳回路３で、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を、３相インバータ２から出力される交流電圧に重畳させるようにしたので、バッテリー１の直流電圧の最大２倍の電圧を有するモータ駆動電圧を、高い耐圧のスイッチ素子を使用すること無しに得ることができるという効果がある。 As described above, when the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, the voltage accumulated in the capacitor charged by the superposition circuit 3 including the addition type superposition circuit 3b is 3 Since it is superimposed on the AC voltage output from the phase inverter 2, a motor drive voltage having a voltage twice as high as the DC voltage of the battery 1 can be obtained without using a switch element having a high breakdown voltage. There is an effect.

なお、上記においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合には、３相インバータ２のＵ相アームの出力をそのまま当該モータ駆動装置のモータ駆動電圧として出力したが、既に説明した図４の加減算式重畳回路３ａの場合と同様に、Ｕ相アームの出力の代わりに、図９に示すように、加算式重畳回路３ｂのコンデンサ３ｂ−１の蓄積電圧を出力するようにしても良い。ところで、図９において、図８と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 In the above, when the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, the output of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 is output as it is as the motor driving voltage of the motor driving device. However, as in the case of the addition / subtraction type superposition circuit 3a of FIG. 4 already described, instead of the output of the U-phase arm, as shown in FIG. 9, the accumulated voltage of the capacitor 3b-1 of the addition type superposition circuit 3b is output. You may make it do. By the way, in FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG.

また、３相モータをより滑らかに回転させるために、高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用することも可能である。 Moreover, in order to rotate a three-phase motor more smoothly, it is also possible to apply a high frequency PWM system partially.

すなわち、既に説明した図５の加減算式重畳回路３ａの場合と同様に、図１０の左側に示すように、モータの駆動に必要な電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合には、Ｕ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動して重畳させてやれば良い。一方、図１０の右側に示すように、モータの駆動に必要な電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合には、Ｕ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動するとともに、充電されたコンデンサ３ｂ−１の蓄積電圧をＵ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動して、重畳させてやれば良い。なお、図１０において、図８と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 That is, as in the case of the addition / subtraction superposition circuit 3a of FIG. 5 already described, as shown on the left side of FIG. 10, when the voltage required for driving the motor is less than the DC voltage of the battery 1, the U-phase arm It is sufficient to partially superimpose the output by high-frequency PWM driving. On the other hand, as shown on the right side of FIG. 10, when the voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, the output of the U-phase arm is partially driven by high-frequency PWM and the charged capacitor 3b The accumulated voltage of −1 may be partially superposed on the output of the U-phase arm by high-frequency PWM driving. In FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG.

実施の形態３．
実施の形態２のモータ駆動装置では、重畳回路が充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を加算的に重畳するのみの機能を持つ加算式重畳回路の場合を示したが、減算的に重畳するのみの機能を持つ減算式重畳回路であっても有効である。 Embodiment 3 FIG.
In the motor drive device of the second embodiment, the case where the superposition circuit has the function of only superimposing the accumulated voltage accumulated in the charged capacitor has been shown. Even a subtraction superposition circuit having only a function is effective.

図１１は、図１の概略構成図から、３相インバータ２の３相の交流電圧の内のＵ相に係る部分、及び、重畳回路３から出力されるモータ駆動電圧のＵ’相に係る部分についてのみ抜き出し、さらに、重畳回路３として減算的に重畳するのみの減算式重畳回路を用いたモータ駆動装置の回路構成図である。図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。また、図１に記載のＶ相、Ｗ相、Ｖ’相、及びＷ’相についても、まったく同様の回路構成となっているので、図及びその説明は省略する。 FIG. 11 shows a part related to the U phase in the three-phase AC voltage of the three-phase inverter 2 and a part related to the U ′ phase of the motor drive voltage output from the superposition circuit 3 from the schematic configuration diagram of FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a motor driving device using only a subtraction-type superimposing circuit that is extracted only as for the superimposing circuit 3 and is only subtracted as a superimposing circuit 3. The same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. The V-phase, W-phase, V′-phase, and W′-phase shown in FIG. 1 have exactly the same circuit configuration, and the illustration and description thereof are omitted.

Ｕ相の減算式重畳回路３ｃのコンデンサ３ｃ−１は、バッテリー１から出力される直流電圧Ｖ_Ｂが順方向ダイオード３ｃ−２と充電インダクタ３ｃ−３を介して印加されることによって充電される。なお、スイッチ２−１をＯＦＦにした時に、充電インダクタ３ｃ−３に蓄えられた電力を効率良くコンデンサ３ｃ−１に還流するための還流ダイオード３ｃ−４が設けられている。 Capacitor 3c-1 the U-phase of the subtractive superimposition circuit 3c is charged by the DC voltage V _B output from the battery 1 is applied via a forward diode 3c-2 and the charging inductor 3c-3. In addition, when the switch 2-1 is turned OFF, a free-wheeling diode 3c-4 is provided for efficiently returning the electric power stored in the charging inductor 3c-3 to the capacitor 3c-1.

また、減算式重畳回路３ｃは、スイッチ３ｃ−５及びスイッチ３ｃ−６により、Ｕ相アームから出力される交流電圧が負の極性の時に、コンデンサ３ｃ−１に充電された蓄積電圧を極性が負の方向に減算的に重畳するようになっており、その結果、Ｕ相の交流電圧にコンデンサ３ｃ−１の蓄積電圧が重畳されて、減算式重畳回路３ｃからＵ’相のモータ駆動電圧が出力される。 In addition, the subtraction superimposing circuit 3c causes the switch 3c-5 and the switch 3c-6 to cause the accumulated voltage charged in the capacitor 3c-1 to have a negative polarity when the AC voltage output from the U-phase arm has a negative polarity. As a result, the accumulated voltage of the capacitor 3c-1 is superimposed on the U-phase AC voltage, and the U′-phase motor drive voltage is output from the subtraction-type superposition circuit 3c. Is done.

次に、図１及び図１１に示したモータ駆動装置の動作について説明する。図１２は、３相インバータ２のＵ相アーム及び減算式重畳回路３ｃが有するスイッチの制御信号と減算式重畳回路３ｃから出力されるＵ’相のモータ駆動電圧波形（Ｖ_Ｕ’出力）との関係を説明するための動作波形図である。図１１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 Next, the operation of the motor drive device shown in FIGS. 1 and 11 will be described. FIG. 12 shows the control signal for the switch of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 and the subtraction type superimposing circuit 3c and the U′-phase motor drive voltage waveform (V _{U ′} output) output from the subtraction type superimposing circuit 3c. It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating a relationship. The same reference numerals as those in FIG.

図１２においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下であり、その結果、減算式重畳回路３ｃから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達している場合の該モータ駆動装置の動作を図１２の左側に示している。また、モータを高速回転ないしは高トルクで駆動するために、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越えており、その結果、図１２の左側に示す動作では減算式重畳回路３ｃから出力されるモータ駆動電圧がモータの駆動に必要な所定の電圧に達することができないため、図１２の左側に示す動作に代えて、該モータ駆動装置が所定の電圧を得るために行う動作を図１２の右側に示している。 In FIG. 12, the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, and as a result, the motor driving voltage output from the subtracting superimposing circuit 3c becomes the predetermined voltage required for driving the motor. The operation of the motor driving device when it has been reached is shown on the left side of FIG. Further, in order to drive the motor at high speed or high torque, the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, and as a result, in the operation shown on the left side of FIG. Since the motor driving voltage output from 3c cannot reach the predetermined voltage required for driving the motor, the operation performed by the motor driving device to obtain the predetermined voltage instead of the operation shown on the left side of FIG. Is shown on the right side of FIG.

まずは、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合について、図１１と図１２の左側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 First, the case where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the left side of FIGS.

減算式重畳回路３ｃの３ｃ−５を常にＯＮとしておき、３相インバータ２のＵ相上アームであるスイッチ２−１をＯＮとすると、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂが、減算式重畳回路３ｃからＵ’相のモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力される。次に、スイッチ２−１をＯＦＦとし、代わりにＵ相下アームであるスイッチ２−２をＯＮとすると、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として０Ｖが出力される。 The 3c-5 of subtractive superimposition circuit 3c keep always the ON, when the switch 2-1 is a U-phase upper arm of the three-phase inverter 2 and turned ON, the DC voltage _{V B} of the battery 1, the subtractive superimposition circuit 3c It is output as a U′-phase motor drive voltage V _{U ′} . Next, when the switch 2-1 is turned off and the switch 2-2 which is the U-phase lower arm is turned on instead, 0V is output as the motor drive voltage _{VU ′} .

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、減算式重畳回路３ｃからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）がＶ_Ｂの矩形波交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By repeating such a switching operation, a rectangular wave AC voltage having a maximum minimum amplitude (peak to peak) of V _B is output as the motor drive voltage V _{U ′} from the subtraction type superimposing circuit 3c.

次に、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合について、図１１と図１２の右側の動作波形図を用いて、以下に説明する。 Next, the case where the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1 will be described below with reference to the operation waveform diagrams on the right side of FIGS.

Ｕアームについては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合である図１２の左側と同様に、通常の単なる矩形波交流電圧を出力するインバータとして動作させる。 The U-arm is operated as an inverter that outputs a normal simple rectangular wave AC voltage, as in the left side of FIG. 12 where the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or less than the DC voltage of the battery 1.

一方、Ｕ相アームの出力である矩形波交流電圧が０Ｖとなっている負の極性の期間において、コンデンサ３ｃ−１に充電された蓄積電圧をＵ相アームの矩形波交流電圧に極性が負の方向に減算的に重畳するために、減算式重畳回路３ｃにおいて、スイッチ３ｃ−６のみをＯＮの状態にする。その結果、モータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’は、図１２の右側に示すように、コンデンサ３ｃ−１の蓄積電力の消費により徐々に変動するが、最小で−Ｖ_Ｂの電圧となる。 On the other hand, during the negative polarity period in which the rectangular wave AC voltage that is the output of the U-phase arm is 0 V, the polarity of the accumulated voltage charged in the capacitor 3c-1 is negative to the rectangular wave AC voltage of the U-phase arm. In order to superimpose the direction in a subtractive manner, only the switch 3c-6 is turned on in the subtraction type superimposing circuit 3c. As a result, the motor drive voltage V _{U ',} as shown on the right side in FIG. 12, but varies slowly in the consumption of power stored in the capacitor 3c-1, a voltage of -V _B a minimum.

なお、コンデンサ３ｃ−１の蓄積電圧は、重畳させる毎に減衰するが、スイッチ２−１がＯＮとなる期間に、バッテリー１の直流電圧Ｖ_Ｂが順方向ダイオード３ｃ−２及び充電インダクタ３ｃ−３を介してコンデンサ３ｃ−１に印加されて充電される。 Incidentally, the storage voltage of the capacitor 3c-1 is attenuated each time is superimposed, in the period in which the switch 2-1 is ON, the DC voltage _{V B} is forward diode 3c-2 and charging inductor 3c-3 Battery 1 Is applied to the capacitor 3c-1 and charged.

このようなスイッチ動作が繰り返されることにより、Ｕ相の減算式重畳回路３ｃからは、最大最小振幅（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）が２Ｖ_Ｂの交流電圧、つまり、バッテリー１から出力される直流電圧の２倍の交流電圧がモータ駆動電圧Ｖ_Ｕ’として出力されることとなる。 By repeating such a switching operation, the U-phase subtraction type superposition circuit 3c has an AC voltage with a maximum and minimum amplitude (peak to peak) of 2V _B , that is, twice the DC voltage output from the battery 1. Will be output as the motor drive voltage _{VU ′} .

以上のように、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合に、減算式重畳回路３ｃからなる重畳回路３で、充電されたコンデンサに蓄積された蓄積電圧を、３相インバータ２から出力される交流電圧に重畳させるようにしたので、バッテリー１の直流電圧の最大２倍の電圧を有するモータ駆動電圧を、高い耐圧のスイッチ素子を使用すること無しに得ることができるという効果がある。 As described above, when the predetermined voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, the accumulated voltage accumulated in the capacitor charged by the superposition circuit 3 including the subtraction type superposition circuit 3 c is 3 Since it is superimposed on the AC voltage output from the phase inverter 2, a motor drive voltage having a voltage twice as high as the DC voltage of the battery 1 can be obtained without using a switch element having a high breakdown voltage. There is an effect.

なお、上記においては、モータの駆動に必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合には、３相インバータ２のＵ相アームの出力をそのまま当該モータ駆動装置のモータ駆動電圧として出力したが、既に説明した図４の加減算式重畳回路３ａや図９の加算式重畳回路３ｂの場合と極性は反対であるが同様の原理に基づいて、Ｕ相アームの出力の代わりに、図１３に示すように、減算式重畳回路３ｃのコンデンサ３ｃ−１の蓄積電圧を出力するようにしても良い。ところで、図１３において、図１２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 In the above, when the predetermined voltage required for driving the motor is equal to or lower than the DC voltage of the battery 1, the output of the U-phase arm of the three-phase inverter 2 is output as it is as the motor driving voltage of the motor driving device. However, the polarity is opposite to that of the add / subtract superimposing circuit 3a of FIG. 4 and the adding superimposing circuit 3b of FIG. 9, but based on the same principle, instead of the output of the U-phase arm, FIG. As shown, the accumulated voltage of the capacitor 3c-1 of the subtraction type superimposing circuit 3c may be output. By the way, in FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG.

すなわち、既に説明した図５の加減算式重畳回路３ａや図１０の加算式重畳回路３ｂの場合と同様に、図１４の左側に示すように、モータの駆動に必要な電圧がバッテリー１の直流電圧以下の場合にはＵ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動して重畳させてやれば良い。一方、図１４の右側に示すように、モータの駆動に必要な電圧がバッテリー１の直流電圧を越える場合には、Ｕ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動するとともに、充電されたコンデンサ３ｃ−１の蓄積電圧をＵ相アームの出力に部分的に高周波ＰＷＭ駆動して、重畳させてやれば良い。なお、図１４において、図１２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。 That is, as in the case of the addition / subtraction superposition circuit 3a of FIG. 5 and the addition superposition circuit 3b of FIG. 10 already described, the voltage required for driving the motor is the DC voltage of the battery 1, as shown on the left side of FIG. In the following cases, it is only necessary to partially superimpose the output of the U-phase arm by high-frequency PWM driving. On the other hand, as shown on the right side of FIG. 14, when the voltage required for driving the motor exceeds the DC voltage of the battery 1, the output of the U-phase arm is partially driven by high-frequency PWM and the charged capacitor 3c The accumulated voltage of −1 may be partially superposed on the output of the U-phase arm by high-frequency PWM driving. In FIG. 14, the same reference numerals as those in FIG.

実施の形態４．
以上では、モータを駆動するために必要な所定の電圧がバッテリー１の直流電圧よりも高い場合に、高い耐圧のスイッチ素子を使用すること無しに、バッテリー１から出力される直流電圧の最大２倍ないしは３倍の電圧を有するモータ駆動電圧を得ることができる点についてのみ説明したが、この発明に係る実施の形態１乃至３のモータ駆動装置は、バッテリー１の使用による放電ないしはバッテリー１自体の消耗劣化により、バッテリー１から出力される直流電圧が低下した場合においても有効である。 Embodiment 4 FIG.
In the above, when the predetermined voltage required for driving the motor is higher than the DC voltage of the battery 1, the DC voltage output from the battery 1 is doubled at maximum without using a switch element having a high withstand voltage. Although only the point that a motor driving voltage having three times the voltage can be obtained has been described, the motor driving devices of the first to third embodiments according to the present invention are discharged by the use of the battery 1 or the battery 1 itself is consumed. This is also effective when the DC voltage output from the battery 1 is reduced due to deterioration.

図１５は、この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態１を一例として、Ｕ相に係る部分についてのみを抜き出し、さらに、バッテリー１から出力される直流電圧が低下していないかどうかを検出判定し、その判定信号に基づいてＵ相アームのスイッチ及び加減算式重畳回路３ａのスイッチを制御するようにしたモータ駆動装置の回路構成図である。図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。また、図１に記載のＶ相、Ｗ相、Ｖ’相、及びＷ’相についても、まったく同様の回路構成となっているので、図及びその説明は省略する。 FIG. 15 shows, as an example, the first embodiment of the motor drive device according to the present invention, where only the portion related to the U phase is extracted, and further, whether or not the DC voltage output from the battery 1 has decreased is determined. FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a motor driving device that controls a switch of a U-phase arm and a switch of an addition / subtraction type superposition circuit 3a based on the determination signal. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted. The V-phase, W-phase, V′-phase, and W′-phase shown in FIG. 1 have exactly the same circuit configuration, and the illustration and description thereof are omitted.

バッテリー１の直流電圧は、直流電圧検出判定部７で検出され、バッテリー１の使用による放電ないしはバッテリー１自体の消耗劣化による電圧低下が生じているかどうか判定される。直流電圧検出判定部７から出力された判定信号に基づいて、直流電圧検知式制御部８は、Ｕ相アームのスイッチ２−１及びスイッチ２−２と、加減算式重畳回路３ａのスイッチ３ａ−３、スイッチ３ａ−６、スイッチ３ａ−７、スイッチ３ａ−８、及びスイッチ３ａ−９を制御する制御信号を出力する。 The DC voltage of the battery 1 is detected by the DC voltage detection / determination unit 7 and it is determined whether or not a voltage drop due to discharge due to use of the battery 1 or deterioration of the battery 1 itself has occurred. Based on the determination signal output from the DC voltage detection determination unit 7, the DC voltage detection type control unit 8 includes the switches 2-1 and 2-2 of the U-phase arm, and the switch 3a-3 of the addition / subtraction type superposition circuit 3a. The control signals for controlling the switches 3a-6, 3a-7, 3a-8, and 3a-9 are output.

既に実施の形態１のモータ駆動装置の動作説明において説明したとおり、バッテリー１の直流電圧が低下したとしても、バッテリー１の直流電圧の最大３倍までのモータ駆動電圧を加減算式重畳回路３ａから出力できるので、バッテリー１の直流電圧が当初の１／３に低下するまでの期間は、モータを駆動し続けることが可能となる。 As already explained in the explanation of the operation of the motor drive device of the first embodiment, even if the DC voltage of the battery 1 is lowered, the motor drive voltage up to three times the DC voltage of the battery 1 is output from the addition / subtraction superposition circuit 3a. Therefore, it is possible to continue driving the motor during the period until the DC voltage of the battery 1 drops to 1/3 of the initial value.

以上のように、実施の形態４のモータ駆動装置においては、バッテリー１の直流電圧が低下していない時点では、高い耐圧のスイッチ素子を用いること無しに、バッテリー１の直流電圧の最大３倍の電圧を有するモータ駆動電圧を得ることができるという効果があるだけでなく、バッテリー１の直流電圧が低下してきた場合は、当初の１／３に低下するまでの期間は、モータを駆動し続けることができるという効果も兼ね備えている。 As described above, in the motor drive device of the fourth embodiment, when the DC voltage of the battery 1 is not reduced, the DC voltage of the battery 1 can be increased up to three times without using a high breakdown voltage switching element. In addition to the effect that a motor drive voltage having a voltage can be obtained, when the DC voltage of the battery 1 has decreased, the motor must continue to be driven for a period until it is reduced to 1/3 of the initial voltage. It also has the effect of being able to.

ところで、実施の形態１乃至４においては、３相インバータを備え、３相モータを駆動するモータ駆動装置を例にして説明したが、単相インバータを備え、単相モータを駆動するモータ駆動装置に対してもこの発明を適用できることは言うまでも無い。 By the way, in Embodiment 1 thru | or 4, it demonstrated taking the case of the motor drive device which comprises a three-phase inverter and drives a three-phase motor. However, the motor drive device which comprises a single-phase inverter and drives a single-phase motor is described. Needless to say, the present invention can be applied.

この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態１の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of Embodiment 1 of a motor drive device according to the present invention. 加減算式重畳回路を備えるモータ駆動装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of a motor drive device provided with an addition / subtraction type superposition circuit. 加減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in an addition / subtraction superposition circuit. 所定の電圧が直流電圧以下の場合にコンデンサの蓄積電圧をモータ駆動電圧として出力する加減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining the relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in an addition / subtraction type superposition circuit that outputs a capacitor accumulated voltage as a motor drive voltage when a predetermined voltage is a DC voltage or less. 高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用した場合の加減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。It is an operation waveform diagram for explaining the relation between the control signal of the switch and the motor drive voltage waveform in the addition / subtraction superposition circuit when the high frequency PWM method is partially applied. 駆動電圧検出判定部と駆動電圧検知式制御部を備えるモータ駆動装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of a motor drive device provided with a drive voltage detection determination part and a drive voltage detection type control part. この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態２の回路構成図である。It is a circuit block diagram of Embodiment 2 of the motor drive device based on this invention. 加算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in the addition type superposition circuit. 所定の電圧が直流電圧以下の場合にコンデンサの蓄積電圧をモータ駆動電圧として出力する加算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in an addition type superposition circuit that outputs an accumulated voltage of a capacitor as a motor drive voltage when a predetermined voltage is a DC voltage or less. 高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用した場合の加算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。It is an operation waveform diagram for explaining the relation between the control signal of the switch and the motor drive voltage waveform in the addition type superposition circuit when the high frequency PWM method is partially applied. この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態３の回路構成図である。It is a circuit block diagram of Embodiment 3 of the motor drive device based on this invention. 減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in the subtraction type superposition circuit. 所定の電圧が直流電圧以下の場合にコンデンサの蓄積電圧をモータ駆動電圧として出力する減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in a subtraction type superposition circuit that outputs a capacitor accumulated voltage as a motor drive voltage when a predetermined voltage is equal to or less than a DC voltage. 高周波ＰＷＭ方式を部分的に適用した場合の減算式重畳回路でのスイッチの制御信号とモータ駆動電圧波形の関係を説明するための動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram for explaining a relationship between a switch control signal and a motor drive voltage waveform in a subtraction type superposition circuit when a high-frequency PWM method is partially applied. この発明に係るモータ駆動装置の実施の形態４の回路構成図である。It is a circuit block diagram of Embodiment 4 of the motor drive device based on this invention.

Explanation of symbols

１バッテリー
２３相インバータ
３重畳回路
３ａ−１コンデンサ
３ｂ−１コンデンサ
３ｃ−１コンデンサ
４３相モータ
５駆動電圧検出判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Three-phase inverter 3 Superimposition circuit 3a-1 Capacitor 3b-1 Capacitor 3c-1 Capacitor 4 Three-phase motor 5 Drive voltage detection determination part

Claims

A battery that outputs a DC voltage; an inverter that converts the DC voltage to an AC voltage; and a capacitor that is charged by the DC voltage and then outputs an accumulated voltage that is accumulated by charging. A motor driving device comprising: a superimposing circuit that superimposes on a voltage and outputs a motor driving voltage.

The superimposing circuit is provided with a switch for switching whether the accumulated voltage of the capacitor is added or subtracted, and when the motor drive voltage output from the superimposing circuit does not reach a predetermined voltage, it is converted by the inverter. The accumulated voltage is added and superimposed on the AC voltage when the polarity of the AC voltage is positive, and the accumulated voltage is added and subtracted on the AC voltage when the polarity of the AC voltage is negative. Item 2. The motor drive device according to Item 1.

When the motor drive voltage output from the superimposition circuit does not reach a predetermined voltage, the superimposition circuit additionally superimposes the accumulated voltage of the capacitor on the AC voltage when the polarity of the AC voltage converted by the inverter is positive The motor driving apparatus according to claim 1.

When the motor driving voltage output from the superimposing circuit does not reach a predetermined voltage, the superimposing circuit subtracts the accumulated voltage of the capacitor on the alternating voltage when the polarity of the AC voltage converted by the inverter is negative. The motor driving apparatus according to claim 1.

The motor driving device according to claim 1, wherein the inverter is PWM-controlled.

6. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the superimposing circuit is PWM-controlled.