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JP5969240B2 - Short-circuit detection method for switching switching element of winding switching device provided for three-phase AC motor and opening of switching switching element of winding switching device provided for three-phase AC motor Failure detection method - Google Patents

Short-circuit detection method for switching switching element of winding switching device provided for three-phase AC motor and opening of switching switching element of winding switching device provided for three-phase AC motor Failure detection method Download PDF

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JP5969240B2 JP2012074347A JP2012074347A JP5969240B2 JP 5969240 B2 JP5969240 B2 JP 5969240B2 JP 2012074347 A JP2012074347 A JP 2012074347A JP 2012074347 A JP2012074347 A JP 2012074347A JP 5969240 B2 JP5969240 B2 JP 5969240B2
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元史 河合
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、3相交流電動機に備えた巻線切換装置、3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法及び3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法に関するものである。   The present invention relates to a winding switching device provided in a three-phase AC motor, a method of detecting a short circuit failure in a switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor, and switching of the winding switching device provided in the three-phase AC motor. The present invention relates to a switching element open failure detection method.

従来、交流可変周波数電源で駆動される車載用補機モータや、工作機械の主軸や車両の駆動装置として使用されるモータにおいて、低速領域で十分に大きいトルクを得るとともに、高速領域での運転を可能にするための手段として、巻線切替方法が採用されている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, in vehicle-mounted accessory motors driven by AC variable frequency power supplies and motors used as machine tool spindles and vehicle drive devices, a sufficiently large torque can be obtained in the low-speed region and operation in the high-speed region can be performed. As a means for making it possible, a winding switching method is employed (for example, Patent Document 1).

特許文献1では、一端をインバータに接続したモータの各相巻線を分割して、その途中端又は終端を、IGBTと多数のダイオードで構成された切換手段にて切り換え、低速回転で十分に大きいトルクで駆動したり、高速回転で小さなトルクで駆動したりしていた。   In Patent Document 1, each phase winding of a motor whose one end is connected to an inverter is divided, and its middle end or termination is switched by switching means composed of an IGBT and a number of diodes, and is sufficiently large at low speed rotation. It was driven with torque, or it was driven with small torque at high speed rotation.

特開2003−111492号公報JP 2003-111492 A

ところで、切換手段は、IGBTと多数のダイオードで構成されていることから、構成する部品数が多く、回路が複雑となり装置の小型化を図る上で問題があるとともに、多くのダイオードを使うことによる電圧降下で損失が発生して信頼性を確保する上で問題があった。   By the way, since the switching means is composed of IGBT and a large number of diodes, the number of components is large, the circuit becomes complicated and there is a problem in miniaturizing the device, and the use of many diodes. There was a problem in securing reliability due to loss caused by voltage drop.

また、切換手段に使用される半導体よりなるスイッチング素子についての故障は、低速回転大トルクで駆動したり、高速回転小トルクで駆動したりする上で、大きな支障になる。そのため、簡単な構成で切換手段に使用されるスイッチング素子の故障の有無が検出可能な故障検出方法が望まれていた。   Further, a failure of a switching element made of a semiconductor used for the switching means is a major obstacle in driving with a low-speed rotating large torque or driving with a high-speed rotating small torque. Therefore, there has been a demand for a failure detection method that can detect the presence or absence of a failure of the switching element used for the switching means with a simple configuration.

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、構成する部品数を大幅に削減することができ、電力損失の低減を図るとともに信頼性を確保することのできる3相交流電動機に備えた巻線切換装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to greatly reduce the number of constituent parts, and to reduce power loss and ensure reliability. An object of the present invention is to provide a winding switching device provided in a three-phase AC motor.

また、簡単な構成で切換手段に使用されるスイッチング素子の故障の有無が検出可能な3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法及びオープン故障検出方法を提供することにある。   Also provided are a short-circuit fault detection method and an open-fault detection method for a switching switching element of a winding switching device provided in a three-phase AC motor capable of detecting whether or not a switching element used for switching means has a simple configuration. There is.

求項に記載の発明は、各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路とからなり、第1ダイオードと第1充電コンデンサとの直列回路を、前記直流電源と前記1中性線との間に接続し、前記直流電源の直流電圧を前記第1充電コンデンサに充電し、その充電電圧を、前記第1駆動回路に動作電圧として印加する第1動作電源回路と、第2ダイオードと第2充電コンデンサとの直列回路を、前記直流電源と前記第2中性線との間に接続し、前記直流電源の直流電圧を前記第2充電コンデンサに充電し、その充電電圧を、前記第2駆動回路に動作電圧として印加する第2動作電源回路とを設けており、3相交流電動機の駆動中において前記第1中性線用端子と前記第1中性線とが非接続状態であって且つ前記第2中性線用端子と前記第2中性線とが接続状態であるとき、前記第2中性線の第2中性線電圧が前記直流電源の直流電圧未満となる場合に、該第2中性線電圧が直流電源の直流電圧未満となることによって、前記直流電源から前記第2動作電源回路の前記直列回路を介して前記第2中性線へ向かう電流経路が形成されて前記第2充電コンデンサが前記直流電源の直流電圧にて充電され、3相交流電動機の駆動中において前記第1中性線用端子と前記第1中性線とが接続状態であって且つ前記第2中性線用端子と前記第2中性線とが非接続状態であるとき、前記第1中性線の第1中性線電圧が前記直流電源の直流電圧未満となる場合に、該第1中性線電圧が直流電源の直流電圧未満となることによって、前記直流電源から前記第1動作電源回路の前記直列回路を介して前記第1中性線へ向かう電流経路が形成されて前記第1充電コンデンサが前記直流電源の直流電圧にて充電される3相交流電動機に備えた巻線切換装置である。
請求項に記載の発明によれば、簡単な回路構成にて、低速回転大トルクと高速回転小トルクの3相交流電動機を実現できる。
The invention described in Motomeko 1, each phase winding consists of first winding respectively to the second winding, the power receiving terminal to the extraction start end of the first winding, the lead end of the first winding A three-phase AC motor provided with a first neutral wire terminal at the connection portion between the first winding lead and the second winding lead end, and a second neutral wire terminal at the lead end of the second winding; A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor; A first switching switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase, and each of the first switching switching elements operates based on a first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the wire terminal and the first neutral wire, and a second neutral of each phase of the three-phase AC motor A second switching element is provided for each terminal, and each of the second switching elements is operated based on a second drive signal from the second drive circuit, so that the second neutral line terminal and the second neutral element are operated. A second switching circuit for connecting / disconnecting a line, and connecting a series circuit of a first diode and a first charging capacitor between the DC power source and the 1 neutral line, and A first operating power supply circuit that charges a DC voltage of a power supply to the first charging capacitor and applies the charging voltage as an operating voltage to the first drive circuit; and a series circuit of a second diode and a second charging capacitor. , Connected between the DC power supply and the second neutral line, charging the DC voltage of the DC power supply to the second charging capacitor, and applying the charging voltage to the second drive circuit as an operating voltage A second operating power supply circuit During driving of the three-phase AC motor, the first neutral wire terminal and the first neutral wire are in a disconnected state, and the second neutral wire terminal and the second neutral wire are When in the connected state, when the second neutral wire voltage of the second neutral wire is less than the DC voltage of the DC power source, the second neutral wire voltage is less than the DC voltage of the DC power source. A current path from the DC power source to the second neutral line through the series circuit of the second operating power supply circuit is formed, and the second charging capacitor is charged with a DC voltage of the DC power source; During the driving of the phase AC motor, the first neutral wire terminal and the first neutral wire are connected, and the second neutral wire terminal and the second neutral wire are not connected. When the first neutral wire voltage of the first neutral wire is less than the DC voltage of the DC power source In addition, when the first neutral line voltage is less than the DC voltage of the DC power supply, a current path from the DC power supply to the first neutral line via the series circuit of the first operating power supply circuit is formed. And a winding switching device provided in a three-phase AC motor in which the first charging capacitor is charged with a DC voltage of the DC power supply.
According to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a three-phase AC motor having a low speed rotation large torque and a high speed rotation small torque with a simple circuit configuration.

また、第1動作電源回路は、直流電源→第1ダイオードと第1充電コンデンサの直列回路→第1中性線からなる電流経路が形成され、第1充電コンデンサには第1駆動回路の動作電圧となる充電電圧が充電される。従って、第1動作電源回路は、第1ダイオード、第1充電コンデンサという非常に簡単な回路構成で第1駆動回路の電源回路を実現することができる。 The first operating power supply circuit includes a DC power supply → series circuit → current path composed of the first neutral line of the first diode and the first charging capacitor is formed, the first charging capacitor operating voltage of the first driving circuit The charging voltage is charged. Therefore, the first operation power supply circuit can realize the power supply circuit of the first drive circuit with a very simple circuit configuration of the first diode and the first charging capacitor.

また、第2動作電源回路は、直流電源→第2ダイオードと第2充電コンデンサの直列回路→第2中性線からなる電流経路が形成され、第2充電コンデンサには第2駆動回路の動作電圧となる充電電圧が充電される。従って、第2動作電源回路は、第2ダイオード、第2充電コンデンサという非常に簡単な回路構成で第2駆動回路の電源回路を実現することができる。   The second operating power supply circuit is formed with a current path composed of a DC power supply → a second diode and a second charging capacitor in series → a second neutral line, and the second charging capacitor has an operating voltage of the second drive circuit. The charging voltage is charged. Therefore, the second operation power supply circuit can realize the power supply circuit of the second drive circuit with a very simple circuit configuration of the second diode and the second charging capacitor.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、前記第1切換回路に設けた各第1切換スイッチング素子は、ボディーダイオードを備えた第1MOSトランジスタであり、前記第2切換回路に設けた各第2切換スイッチング素子は、ボディーダイオードを備えた第2MOSトランジスタであり、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子をオフさせるとともに、下アームスイッチング素子の少なくとも1つをオンさせて、前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサを充電させる制御回路を設けた。 The invention according to claim 2, in the winding switching device provided in the 3-phase AC motor according to claim 1, the first switching switching element provided in the first switching circuit, having a body diode Each of the second switching elements provided in the second switching circuit is a second MOS transistor having a body diode, which turns off all upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit and A control circuit is provided that turns on at least one of the arm switching elements to charge the first and second charging capacitors of the first and second operation power supply circuits.

請求項に記載の発明によれば、第1動作電源回路は、直流電源→第1ダイオードと第1充電コンデンサの直列回路→第1中性線→第1MOSトランジスタのボディーダイオード→第巻線→下アームスイッチング素子→グランドからなる電流経路が形成される。そして、第1充電コンデンサには第1駆動回路の第1動作電圧となる充電電圧が充電される。従って、第1動作電源回路は、第1ダイオード、第1充電コンデンサという非常に簡単な
回路構成で第1駆動回路の電源回路を実現することができる。
According to the second aspect of the present invention, the first operating power supply circuit includes a DC power supply → a series circuit of a first diode and a first charging capacitor → first neutral line → body diode of the first MOS transistor → first winding → A current path consisting of the lower arm switching element → ground is formed. The first charging capacitor is charged with a charging voltage that is the first operating voltage of the first drive circuit. Therefore, the first operation power supply circuit can realize the power supply circuit of the first drive circuit with a very simple circuit configuration of the first diode and the first charging capacitor.

また、第2動作電源回路は、直流電源→第2ダイオードと第2充電コンデンサの直列回路→第2中性線→第2MOSトランジスタのボディーダイオード→第2巻線→第1巻線→下アームスイッチング素子→グランドからなる電流経路が形成される。従って、第2動作電源回路は、第2ダイオード、第2充電コンデンサという非常に簡単な回路構成で第2駆動回路の電源回路を実現することができる。   In addition, the second operating power supply circuit includes a DC power supply → a series circuit of a second diode and a second charging capacitor → second neutral line → body diode of the second MOS transistor → second winding → first winding → lower arm switching. A current path consisting of element → ground is formed. Therefore, the second operation power supply circuit can realize the power supply circuit of the second drive circuit with a very simple circuit configuration of the second diode and the second charging capacitor.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、前記制御回路は、前記3相交流電動機を駆動する前に、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子をオフさせるとともに、下アームスイッチング素子の少なくとも1つをオンさせるものである。 The invention according to claim 3, in the winding switching device provided in the 3-phase AC motor according to claim 2, wherein the control circuit, before driving the three-phase AC motor, said three-phase inverter circuit All upper arm switching elements are turned off and at least one of the lower arm switching elements is turned on.

請求項に記載の発明によれば、3相交流電動機を駆動させる前に、第1及び第2充電コンデンサの充電が行われることから、第1及び第2駆動回路の動作電圧は確実に駆動前に確保されることになり、3相交流電動機をより安定に駆動させることができる。 According to the invention described in claim 3 , since the first and second charging capacitors are charged before driving the three-phase AC motor, the operating voltages of the first and second drive circuits are reliably driven. As a result, the three-phase AC motor can be driven more stably.

請求項に記載の発明は、請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサに、それぞれ定電圧回路を設けた。 According to a fourth aspect of the present invention, in the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of the first to third aspects, the first and second operating power supply circuits have the first and second operating power supply circuits. A constant voltage circuit was provided for each charging capacitor.

請求項に記載の発明によれば、第1及び第2駆動回路に安定した動作電圧を供給することができる。
請求項に記載の発明は、請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、前記直流電源の直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧回路を設け、その直流電圧昇圧回路の昇圧電圧を前記第1及び第2動作電源回路に印加するようにした。
According to the fourth aspect of the invention, a stable operating voltage can be supplied to the first and second drive circuits.
According to a fifth aspect of the present invention, in the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of the first to fourth aspects, a DC voltage booster circuit for boosting the DC voltage of the DC power supply is provided. The boosted voltage of the DC voltage booster circuit is applied to the first and second operation power supply circuits.

請求項に記載の発明によれば、直流電源の直流電圧が低くても、第1及び第2駆動回路に安定した動作電圧を供給することができる。
請求項に記載の発明は、請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサの充電電圧を、それぞれ昇圧する動作電圧昇圧回路を設けた。
According to the fifth aspect of the present invention, a stable operating voltage can be supplied to the first and second drive circuits even when the DC voltage of the DC power supply is low.
According to a sixth aspect of the present invention, in the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of the first to third aspects, the first and second operating power supply circuits have the first and second operating power supply circuits. An operating voltage boosting circuit for boosting the charging voltage of the charging capacitor is provided.

請求項に記載の発明によれば、第1及び第2充電コンデンサの充電電圧が低くても、第1及び第2駆動回路に安定した動作電圧を供給することができる。
請求項に記載の発明は、各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用接続端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路とからなる3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法であって、前記各相の受電端子に、それぞれ直列回路よりなるプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の接続点を接続し、前記プルアップ抵抗の他端を前記直流電源に接続するとともに、前記プルダウン抵抗の他端をグランドに接地し、前記第1中性線を、第1電圧検出用抵抗を介して接地するとともに、前記第2中性線を、第2電圧検出用抵抗を介してグランドに接地し、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子及び全ての下アームスイッチング素子をオフさせるとともに、前記第1及び第2切換回路の全第1及び第2切換スイッチング素子をオフ状態にした時に、第1中性線又は第2中性線のいずれか一方の電圧が中間電圧の時、中間電圧になった側の切換回路の切換スイッチング素子のいずれかがショート故障していると判断し、第1及び第2中性線の電圧が中間電圧より低い低電圧の時、全第1及び第2切換スイッチング素子がショート故障していないと判断することを特徴とする。
According to the sixth aspect of the present invention, a stable operating voltage can be supplied to the first and second drive circuits even when the charging voltages of the first and second charging capacitors are low.
According to the seventh aspect of the present invention, the windings of the respective phases are composed of the first winding and the second winding, respectively, the power receiving terminal is provided at the drawing start end of the first winding, and the drawing termination end of the first winding. A three-phase AC motor provided with a first neutral wire connection terminal at the connection portion between the first winding and the lead-out end portion of the second winding, and a second neutral wire terminal at the lead-out end portion of the second winding; A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor; A first switching switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase, and each of the first switching switching elements operates based on a first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the wire terminal and the first neutral wire; and a second of each phase of the three-phase AC motor A second switching element is provided for each of the neutral line terminals, and each of the second switching elements operates based on a second drive signal from the second drive circuit, and the second neutral line terminal and the second neutral line terminal are connected to the second neutral line terminal. A short-circuit fault detecting method for a switching switching element of a winding switching device provided in a three-phase AC motor comprising a second switching circuit for connecting / disconnecting a neutral wire to a power receiving terminal of each phase. , Connecting a connection point between a pull-up resistor and a pull-down resistor each formed of a series circuit, connecting the other end of the pull-up resistor to the DC power supply, and grounding the other end of the pull-down resistor to the ground. The neutral wire is grounded via the first voltage detection resistor, and the second neutral wire is grounded via the second voltage detection resistor, and all upper arms of the three-phase inverter circuit Switchon When the element and all lower arm switching elements are turned off and all the first and second switching elements of the first and second switching circuits are turned off, the first neutral line or the second neutral line When one of the voltages is an intermediate voltage, it is determined that one of the switching elements of the switching circuit on the side that has become the intermediate voltage has a short circuit failure, and the voltage on the first and second neutral lines is the intermediate voltage. When the voltage is lower, it is determined that all the first and second switching elements are not short-circuited.

請求項に記載の発明によれば、3相インバータ回路の上アーム及び下アームスイッチング素子をオフ制御するとともに、第1及び第2切換回路の第1及び第2切換スイッチング素子をオフ制御するだけで、第1切換回路又は第2切換回路のいずれかの切換スイッチング素子がショート故障しているかどうかを検出することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the upper and lower arm switching elements of the three-phase inverter circuit are controlled to be turned off, and only the first and second switching elements of the first and second switching circuits are controlled to be turned off. Thus, it is possible to detect whether the switching switching element of either the first switching circuit or the second switching circuit is short-circuited.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法において、前記第1又は第2切換回路の前記第1又は第2切換スイッチング素子のいずれかがショート故障していると判断した時、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第1及び第2中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、ショート故障と判断された切換回路であってその時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の切換スイッチング素子がショート故障していると判断する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the short-circuit fault detecting method for the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to the seventh aspect , the first or second switching circuit includes the first or second switching circuit. When it is determined that any of the second switching elements is short-circuited, only the upper arm switching elements of any one of the upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit are sequentially turned on, When the voltages of the first and second neutral lines become higher than the intermediate voltage, the switching circuit is a switching circuit that is determined to have a short-circuit failure, and the phase switching corresponding to the upper arm switching element that is turned on at that time Judge that the element is short-circuited.

請求項に記載の発明によれば、3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせることで、ショート故障と判断された切換回路であってその時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の切換スイッチング素子がショート故障しているかどうか検出することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, in the switching circuit that is determined to be a short circuit fault, by sequentially turning on only the upper arm switching element of any one phase of all the upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit. Therefore, it is possible to detect whether or not the switching element of the phase corresponding to the upper arm switching element that is turned on at the time has a short circuit failure.

請求項に記載の発明は、請求項又はに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法において、前記第1及び第2切換回路に設けた各第1及び第2切換スイッチング素子は、MOSトランジスタである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the short-circuit fault detecting method for the switching switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to the seventh or eighth aspect , the first and second switching circuits are provided. Each of the first and second switching elements is a MOS transistor.

請求項9に記載の発明によれば、第1及び第2切換回路に設けた各MOSトランジスタについてショート故障しているかどうかを検出することができる。
請求項1に記載の発明は、各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用接続端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路とからなる3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法であって、前記各相の受電端子に、それぞれ直列回路よりなるプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の接続点を接続し、前記プルアップ抵抗の他端を前記直流電源に接続するとともに、前記プルダウン抵抗の他端をグランドに接地し、前記第1中性線を、第1電圧検出用抵抗を介して接地するとともの、前記第2中性線を、第2電圧検出用抵抗を介してグランドに接地し、前記第1切換回路の第1切換スイッチング素子のオープン故障を検出する場合、前記第1切換回路の全ての第1切換スイッチング素子をオン状態にし、前記第2切換回路の全第2切換スイッチング素子をオフ状態にして、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第1中性線の電圧が中間電圧以下になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第1切換スイッチング素子はオープン故障していると判断し、前記第1中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第1切換スイッチング素子はオープン故障してないと判断し、前記第2切換回路の第2切換スイッチング素子のオープン故障を検出する場合、前記第2切換回路の全ての第2切換スイッチング素子をオン状態にし、前記第1切換回路の全第1切換スイッチング素子をオフ状態にして、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第2中性線の電圧が中間電圧以下になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第2切換スイッチング素子はオープン故障していると判断し、前記第2中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第2切換スイッチング素子はオープン故障してないと判断することを特徴とする。
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to detect whether each MOS transistor provided in the first and second switching circuits has a short circuit failure.
The invention according to claim 1 0, each phase winding consists of first winding respectively to the second winding, the power receiving terminal to the extraction start end of the first winding, the lead end of the first winding Three-phase AC motor provided with a first neutral wire connection terminal at the connection portion between the first winding portion and the lead-out start end portion of the second winding, and a second neutral wire terminal at the lead end portion of the second winding A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor; and the three-phase AC motor A first switching switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase, and the first switching switching elements are operated on the basis of the first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the neutral wire terminal and the first neutral wire; and a first switching circuit for each phase of the three-phase AC motor. A second switching switching element is provided for each of the two neutral wire terminals, and each of the second switching switching elements is operated based on a second drive signal from the second drive circuit; An open fault detection method for a switching switching element of a winding switching device provided in a three-phase AC motor comprising a second switching circuit for connecting / disconnecting a second neutral wire to the second neutral line, A terminal is connected to a connection point of a pull-up resistor and a pull-down resistor each consisting of a series circuit, the other end of the pull-up resistor is connected to the DC power supply, and the other end of the pull-down resistor is grounded to the ground. The first neutral line is grounded via a first voltage detection resistor, and the second neutral line is grounded via a second voltage detection resistor, and the first switching circuit One switching switching element When detecting a pun failure, all the first switching elements of the first switching circuit are turned on, all the second switching elements of the second switching circuit are turned off, and all the three-phase inverter circuits are When only the upper arm switching element of any one of the upper arm switching elements is sequentially turned on and the voltage of the first neutral line becomes equal to or lower than the intermediate voltage, the upper arm switching element that is turned on at that time When the voltage of the first neutral line becomes a higher voltage than the intermediate voltage, it is determined that the first switching switching element of the phase corresponding to It is determined that the first switching element of the phase corresponding to the element is not open failure, and the second switching element of the second switching circuit is opened. When detecting a failure, all the second switching elements of the second switching circuit are turned on, all the first switching elements of the first switching circuit are turned off, and all the three-phase inverter circuits When only the upper arm switching element of any one of the upper arm switching elements is sequentially turned on and the voltage of the second neutral line becomes lower than the intermediate voltage, the upper arm switching element that is turned on at that time When it is determined that the second switching element of the corresponding phase has an open failure, and the voltage of the second neutral line becomes higher than the intermediate voltage, the upper arm switching element that is turned on at that time It is determined that the second switching element of the phase corresponding to is not open failure.

請求項1に記載の発明によれば、第1及び第2切換回路の第1及び第2切換スイッチング素子のいずれか一方をオン状態に他方をオフ状態にし、3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせることで、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相であって、オン状態にある第1又は第2切換スイッチング素子がオープン故障しているかどうか検出することができる。 According to the invention of claim 1 0, the other to one of the on state one of the first and second switching switching elements of the first and second switching circuits are turned off, on all of the 3-phase inverter circuit By sequentially turning on only the upper arm switching element of any one phase of the arm switching element, the phase corresponding to the upper arm switching element that is turned on at that time, the first or second switching in the on state It can be detected whether the switching element has an open failure.

請求項1に記載の発明は、請求項1に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法において、前記第1及び第2切換回路に設けた各第1及び第2切換スイッチング素子は、MOSトランジスタである。 The invention of claim 1 1, in the open failure detection method of the switching the switching element of the winding switching device provided in the 3-phase AC motor according to claim 1 0, provided in the first and second switching circuits Each of the first and second switching elements is a MOS transistor.

請求項11に記載の発明によれば、第1及び第2切換回路に設けた各MOSトランジスタについてオープン故障しているかどうかを検出することができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to detect whether or not each MOS transistor provided in the first and second switching circuits has an open failure.

本発明によれば、構成する部品数を大幅に削減することができ、電力損失の低減を図るとともに信頼性を確保することができる。また、簡単な構成で切換手段に使用されるスイッチング素子の故障の有無が検出できる。   According to the present invention, it is possible to greatly reduce the number of components to be configured, thereby reducing power loss and ensuring reliability. Further, it is possible to detect the presence or absence of a failure of the switching element used for the switching means with a simple configuration.

第1実施形態の3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気回路図。The partial electric circuit diagram of the coil | winding switching apparatus of the three-phase alternating current motor of 1st Embodiment. 同じく3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気回路図。Similarly, a partial electric circuit diagram of a winding switching device of a three-phase AC motor. 同じく3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気回路図。Similarly, a partial electric circuit diagram of a winding switching device of a three-phase AC motor. 高速回転用巻線のスター結線の電気回路図。Electrical circuit diagram of star connection of winding for high-speed rotation. 低速回転用巻線のスター結線の電気回路図。The electrical circuit diagram of the star connection of the coil | winding for low speed rotation. 同じく3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気ブロック回路図。The partial electric block circuit diagram of the coil | winding switching apparatus of a three-phase alternating current motor similarly. (a)は高速回転時の第1中性線の第1中性線電圧の波形図、(b)は高速回転時の第2中性線の第2中性線電圧の波形図。(A) is a waveform diagram of the first neutral wire voltage of the first neutral wire during high-speed rotation, and (b) is a waveform diagram of the second neutral wire voltage of the second neutral wire during high-speed rotation. (a)は低速回転時の第1中性線の第1中性線電圧の波形図、(b)は低速回転時の第2中性線の第2中性線電圧の波形図。(A) is a waveform diagram of the first neutral wire voltage of the first neutral wire during low-speed rotation, and (b) is a waveform diagram of the second neutral wire voltage of the second neutral wire during low-speed rotation. 第1実施形態の別例を示す第1及び第2動作電源回路の電気回路図。The electric circuit diagram of the 1st and 2nd operation | movement power supply circuit which shows another example of 1st Embodiment. 第1実施形態の別例を示す第1及び第2動作電源回路の電気回路図。The electric circuit diagram of the 1st and 2nd operation | movement power supply circuit which shows another example of 1st Embodiment. 第1実施形態の別例を示す第1及び第2動作電源回路の電気回路図。The electric circuit diagram of the 1st and 2nd operation | movement power supply circuit which shows another example of 1st Embodiment. 第2実施形態の3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気回路図。The partial electric circuit diagram of the coil | winding switching apparatus of the three-phase alternating current motor of 2nd Embodiment. 第2実施形態の3相交流電動機の巻線切換装置の一部電気ブロック回路図。The partial electric block circuit diagram of the coil | winding switching apparatus of the three-phase alternating current motor of 2nd Embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明の3相交流電動機の巻線切換装置を具体化した第1実施形態を図1〜図8に従って説明する。
(First embodiment)
A first embodiment embodying a winding switching device for a three-phase AC motor according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1〜図3は、3相交流電動機Mの巻線切換装置1の電気回路を示す。巻線切換装置1は、3相交流電動機Mに対し、直流電源Gを3相交流電源に変換し3相交流電動機Mの各相の巻線に供給するインバータ回路10、3相交流電動機Mの各相の巻線を切り換えて高速小トルクと低速大トルクにする第1及び第2切換回路11,12を備えている。   1 to 3 show an electric circuit of the winding switching device 1 of the three-phase AC motor M. FIG. The winding switching device 1 converts the DC power source G into a three-phase AC power source for the three-phase AC motor M and supplies it to the windings of each phase of the three-phase AC motor M. There are provided first and second switching circuits 11 and 12 for switching the windings of each phase to make high speed small torque and low speed large torque.

また、図2に示すように、巻線切換装置1は、第1切換回路11を駆動する第1駆動回路21と、その第1駆動回路21の動作電源を供給する第1動作電源回路31を備えている。さらに、図3に示すように、巻線切換装置1は、第2切換回路12を駆動する第2駆動回路22と、その第2駆動回路22の動作電源を供給する第2動作電源回路32を備えている。   As shown in FIG. 2, the winding switching device 1 includes a first drive circuit 21 that drives the first switch circuit 11 and a first operation power supply circuit 31 that supplies operation power to the first drive circuit 21. I have. Further, as shown in FIG. 3, the winding switching device 1 includes a second drive circuit 22 that drives the second switch circuit 12 and a second operation power supply circuit 32 that supplies the operation power of the second drive circuit 22. I have.

(3相交流電動機M)
3相交流電動機MのU相用巻線は、U相用の各ティース毎に第1U相巻線U1と第2U相巻線U2の2つの巻線が直列接続されるようにそれぞれ巻回されて構成されている。
(Three-phase AC motor M)
The U-phase winding of the three-phase AC motor M is wound so that the two windings of the first U-phase winding U1 and the second U-phase winding U2 are connected in series for each U-phase tooth. Configured.

詳述すると、第1U相巻線U1は、U相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部U1a及び引出終端部U1bがリア側に引き出されるようになっている。また、第2U相巻線U2も同様に、U相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部U2a及び引出終端部U2bがリア側に引き出されるようになっている。   More specifically, the first U-phase winding U1 is wound around a U-phase tooth by a predetermined number, and its drawing start end U1a and drawing end U1b are drawn out to the rear side. Similarly, a predetermined number of second U-phase windings U2 are wound around U-phase teeth, and the drawing start end U2a and the drawing end U2b are drawn out to the rear side.

そして、各ティースにおいて、リア側に引き出された第1U相巻線U1の引出終端部U1bと第2U相巻線U2の引出始端部U2aは、互いに電気的に接続されるようになっている。   In each of the teeth, the drawing end portion U1b of the first U-phase winding U1 drawn to the rear side and the drawing start end portion U2a of the second U-phase winding U2 are electrically connected to each other.

なお、U相用の各ティースに巻回した第1U相巻線U1は、互いに電気的に並列に接続されているとともに、U相用の各ティースに巻回した第2U相巻線U2は互いに電気的に並列に接続されている。   The first U-phase winding U1 wound around each U-phase tooth is electrically connected to each other in parallel, and the second U-phase winding U2 wound around each U-phase tooth is mutually connected. They are electrically connected in parallel.

そして、説明の便宜上、図1〜図3の電気回路では、1つのU相用のティースに巻回した第1U相巻線U1と第2U相巻線U2のみを図示した。以下、説明の便宜上、U相用の巻線を総称して単に、第1U相巻線U1と第2U相巻線U2という。   For convenience of explanation, only the first U-phase winding U1 and the second U-phase winding U2 wound around one U-phase tooth are illustrated in the electric circuits of FIGS. Hereinafter, for convenience of explanation, the U-phase windings are collectively referred to as a first U-phase winding U1 and a second U-phase winding U2.

そして、第1U相巻線U1の引出始端部U1aの先端に設けた受電端子Tuは、インバータ回路10に接続され、U相の交流電源Vuが入力される。また、第1U相巻線U1の引出終端部U1bと第2U相巻線U2の引出始端部U2aとを接続する接続端子Tu1は、第1切換回路11に接続されている。さらに、第2U相巻線U2の引出終端部U2bの先端に設けた外部端子Tu2は、第2切換回路12に接続されている。   And the power receiving terminal Tu provided at the front-end | tip of the extraction | drawer start end part U1a of the 1st U-phase coil | winding U1 is connected to the inverter circuit 10, and the U-phase alternating current power supply Vu is input. Further, the connection terminal Tu1 that connects the leading end portion U1b of the first U-phase winding U1 and the leading end portion U2a of the second U-phase winding U2 is connected to the first switching circuit 11. Furthermore, an external terminal Tu2 provided at the tip of the leading end portion U2b of the second U-phase winding U2 is connected to the second switching circuit 12.

また、3相交流電動機MのV相用巻線は、V相用の各ティース毎に第1V相巻線V1と第2V相巻線V2の2つの巻線が直列接続されるようにそれぞれ巻回されて構成されている。   Further, the V-phase winding of the three-phase AC motor M is wound so that the two windings of the first V-phase winding V1 and the second V-phase winding V2 are connected in series for each V-phase tooth. It is configured to be turned.

詳述すると、第1V相巻線V1は、V相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部V1a及び引出終端部V1bがリア側に引き出されるようになっている。また、第2V相巻線V2も同様に、V相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部V2a及び引出終端部V2bがリア側に引き出されるようになっている。   More specifically, the first V-phase winding V1 is wound around a V-phase tooth by a predetermined number, and its drawing start end V1a and drawing end V1b are drawn out to the rear side. Similarly, the second V-phase winding V2 is wound around a V-phase tooth by a predetermined number, and its drawing start end V2a and drawing end V2b are drawn out to the rear side.

そして、各ティースにおいて、リア側に引き出された第1V相巻線V1の引出終端部V1bと第2V相巻線V2の引出始端部V2aは、互いに電気的に接続されるようになっている。   In each of the teeth, the leading end portion V1b of the first V-phase winding V1 drawn to the rear side and the leading start end portion V2a of the second V-phase winding V2 are electrically connected to each other.

なお、同様に、V相用の各ティースに巻回した第1V相巻線V1は互いに電気的に並列に接続されているとともに、V相用の各ティースに巻回した第2V相巻線V2は互いに電気的に並列に接続されている。   Similarly, the first V-phase winding V1 wound around each V-phase tooth is electrically connected in parallel to each other, and the second V-phase winding V2 wound around each V-phase tooth. Are electrically connected to each other in parallel.

そして、説明の便宜上、図1〜図3の電気回路では、同様に、1つのV相用のティースに巻回した第1V相巻線V1と第2V相巻線V2のみを図示した。
以下、説明の便宜上、V相用の巻線を総称して単に、第1V相巻線V1と第2V相巻線V2という。
For convenience of explanation, in the electric circuits of FIGS. 1 to 3, only the first V-phase winding V1 and the second V-phase winding V2 wound around one V-phase tooth are illustrated.
Hereinafter, for convenience of explanation, the V-phase windings are collectively referred to as a first V-phase winding V1 and a second V-phase winding V2.

そして、第1V相巻線V1の引出始端部V1aの先端に設けた受電端子Tvは、インバータ回路10に接続され、V相の交流電源Vvが入力される。また、第1V相巻線V1の引出終端部V1bと第2V相巻線V2の引出始端部V2aとを接続する接続端子Tv1は、第1切換回路11に接続されている。さらに、第2V相巻線V2の引出終端部V2bの先端に設けた外部端子Tv2は、第2切換回路12に接続されている。   And the power receiving terminal Tv provided at the front-end | tip of the extraction | drawer start end part V1a of the 1st V-phase coil | winding V1 is connected to the inverter circuit 10, and V-phase alternating current power supply Vv is input. In addition, a connection terminal Tv1 that connects the leading end portion V1b of the first V-phase winding V1 and the leading end portion V2a of the second V-phase winding V2 is connected to the first switching circuit 11. Furthermore, the external terminal Tv2 provided at the tip of the lead terminal portion V2b of the second V-phase winding V2 is connected to the second switching circuit 12.

さらに、3相交流電動機MのW相用巻線は、W相用の各ティース毎に第1W相巻線W1と第2W相巻線W2の2つの巻線が直列接続されるようにそれぞれ巻回されて構成されている。   Further, the W-phase winding of the three-phase AC motor M is wound so that the two windings of the first W-phase winding W1 and the second W-phase winding W2 are connected in series for each W-phase tooth. It is configured to be turned.

詳述すると、第1W相巻線W1は、W相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部W1a及び引出終端部W1bがリア側に引き出されるようになっている。また、第2W相巻線W2も同様に、W相用のティースに所定の数だけ巻回され、その引出始端部W2a及び引出終端部W2bがリア側に引き出されるようになっている。   Specifically, the first W-phase winding W1 is wound around a W-phase tooth by a predetermined number, and its drawing start end portion W1a and drawing end portion W1b are drawn out to the rear side. Similarly, the second W-phase winding W2 is wound around the W-phase teeth by a predetermined number, and its drawing start end W2a and drawing end W2b are drawn out to the rear side.

そして、各ティースにおいて、リア側に引き出された第1W相巻線W1の引出終端部W1bと第2W相巻線W2の引出始端部W2aは、互いに電気的に接続されるようになっている。   In each of the teeth, the drawing end portion W1b of the first W-phase winding W1 drawn to the rear side and the drawing start end portion W2a of the second W-phase winding W2 are electrically connected to each other.

なお、同様に、W相用の各ティースに巻回した第1W相巻線W1は互いに電気的に並列に接続されているとともに、W相用の各ティースに巻回した第2W相巻線W2は互いに電気的に並列に接続されている。   Similarly, the first W-phase winding W1 wound around each W-phase tooth is electrically connected in parallel to each other, and the second W-phase winding W2 wound around each W-phase tooth. Are electrically connected to each other in parallel.

そして、説明の便宜上、図1〜図3の電気回路では、同様に、1つのW相用のティースに巻回した第1W相巻線W1と第2W相巻線W2のみを図示した。
以下、説明の便宜上、W相用の巻線を総称して単に、第1W相巻線W1と第2W相巻線W2という。
For convenience of explanation, in the electric circuits of FIGS. 1 to 3, only the first W-phase winding W1 and the second W-phase winding W2 wound around one W-phase tooth are illustrated.
Hereinafter, for convenience of explanation, the W-phase windings are collectively referred to as a first W-phase winding W1 and a second W-phase winding W2.

そして、第1W相巻線W1の引出始端部W1aの先端に設けた受電端子Twは、インバータ回路10に接続され、W相の交流電源Vwが入力される。また、第1W相巻線W1の引出終端部W1bと第2W相巻線W2の引出始端部W2aとを接続する接続端子Tw1は、第1切換回路11に接続されている。さらに、第2W相巻線W2の引出終端部W2bの先端に設けた外部端子Tw2は、第2切換回路12に接続されている。   And the power receiving terminal Tw provided at the front-end | tip of the drawer | drawing-out start part W1a of the 1st W-phase coil | winding W1 is connected to the inverter circuit 10, and the W-phase alternating current power supply Vw is input. In addition, a connection terminal Tw1 that connects the leading end portion W1b of the first W-phase winding W1 and the leading end portion W2a of the second W-phase winding W2 is connected to the first switching circuit 11. Furthermore, an external terminal Tw2 provided at the tip of the leading end portion W2b of the second W-phase winding W2 is connected to the second switching circuit 12.

(インバータ回路10)
インバータ回路10は、3相インバータ回路である。インバータ回路10は、U相用の上アーム及び下アームU相スイッチング素子Qa,Qbの直列回路と、V相用の上アーム及び下アームV相スイッチング素子Qc,Qdの直列回路と、W相用の上アーム及び下アームW相スイッチング素子Qe,Qfの直列回路とが並列に接続され、直流電源Gからの直流電圧Vddが印加されている。
(Inverter circuit 10)
The inverter circuit 10 is a three-phase inverter circuit. The inverter circuit 10 includes a series circuit of U-phase upper arm and lower arm U-phase switching elements Qa and Qb, a series circuit of V-phase upper arm and lower arm V-phase switching elements Qc and Qd, and a W-phase circuit. The upper arm and the lower arm W-phase switching elements Qe and Qf are connected in parallel to each other, and a DC voltage Vdd from the DC power supply G is applied thereto.

U相用の上アーム及び下アームU相スイッチング素子Qa,Qbは、NチャネルMOSトランジスタにて形成されている。そして、上アームU相スイッチング素子Qaのソース端子と下アームU相スイッチング素子Qbのドレイン端子とが接続され、その接続点NaがU相巻線の受電端子Tuと接続されている。また、上アームU相スイッチング素子Qaは、ドレイン端子が直流電源Gのプラス端子に接続され、下アームU相スイッチング素子Qbは、ソース端子が直流電源Gのマイナス端子に接続されグランドに接地されている。   U-phase upper arm and lower arm U-phase switching elements Qa and Qb are formed of N-channel MOS transistors. The source terminal of the upper arm U-phase switching element Qa and the drain terminal of the lower arm U-phase switching element Qb are connected, and the connection point Na is connected to the power receiving terminal Tu of the U-phase winding. The upper arm U-phase switching element Qa has a drain terminal connected to the positive terminal of the DC power supply G, and the lower arm U-phase switching element Qb has a source terminal connected to the negative terminal of the DC power supply G and grounded. Yes.

V相用の上アーム及び下アームV相スイッチング素子Qc,Qdは、同様に、NチャネルMOSトランジスタにて形成されている。そして、上アームV相スイッチング素子Qcのソース端子と下アームV相スイッチング素子Qdのドレイン端子とが接続され、その接続点NbがV相巻線の受電端子Tvと接続されている。また、上アームV相スイッチング素子Qcは、ドレイン端子が直流電源Gのプラス端子に接続され、下アームV相スイッチング素子Qdは、ソース端子が直流電源Gのマイナス端子に接続されグランドに接地されている。   Similarly, V-phase upper arm and lower arm V-phase switching elements Qc and Qd are formed of N-channel MOS transistors. The source terminal of the upper arm V-phase switching element Qc and the drain terminal of the lower arm V-phase switching element Qd are connected, and the connection point Nb is connected to the power receiving terminal Tv of the V-phase winding. The upper arm V-phase switching element Qc has a drain terminal connected to the positive terminal of the DC power supply G, and the lower arm V-phase switching element Qd has a source terminal connected to the negative terminal of the DC power supply G and grounded. Yes.

W相用の上アーム及び下アームW相スイッチング素子Qe,Qfは、同様に、NチャネルMOSトランジスタにて形成されている。そして、上アームW相スイッチング素子Qeのソース端子と下アームW相スイッチング素子Qfのドレイン端子とが接続され、その接続点NcがW相巻線の受電端子Twと接続されている。また、上アームW相スイッチング素子Qeは、ドレイン端子が直流電源Gのプラス端子に接続され、下アームW相スイッチング素子Qfは、ソース端子が直流電源Gのマイナス端子に接続されグランドに接地されている。   The W-phase upper arm and lower arm W-phase switching elements Qe and Qf are similarly formed of N-channel MOS transistors. The source terminal of the upper arm W-phase switching element Qe and the drain terminal of the lower arm W-phase switching element Qf are connected, and the connection point Nc is connected to the power receiving terminal Tw of the W-phase winding. The upper arm W-phase switching element Qe has a drain terminal connected to the positive terminal of the DC power supply G, and the lower arm W-phase switching element Qf has a source terminal connected to the negative terminal of the DC power supply G and grounded. Yes.

各スイッチング素子Qa〜Qfのゲート端子には、インバータ制御回路2からの駆動信号S1〜S6がそれぞれ入力される。そして、インバータ制御回路2からの駆動信号S1〜S6に基づいて、各スイッチング素子Qa〜Qfが所定のタイミングでオン・オフされて、インバータ回路10は直流電源Gの直流電圧Vdd(本実施形態では12V)を3相交流電源Vu,Vv,Vwに変換し、3相交流電動機Mの各相に供給する。   Drive signals S1 to S6 from the inverter control circuit 2 are input to the gate terminals of the switching elements Qa to Qf, respectively. Based on the drive signals S1 to S6 from the inverter control circuit 2, the switching elements Qa to Qf are turned on / off at a predetermined timing, and the inverter circuit 10 is connected to the DC voltage Vdd (in this embodiment) of the DC power supply G. 12V) is converted into a three-phase AC power source Vu, Vv, Vw and supplied to each phase of the three-phase AC motor M.

(第1切換回路11)
第1切換回路11は、図1及び図2に示すように、第1U相スイッチング素子Q1、第1V相スイッチング素子Q2及び第1W相スイッチング素子Q3を備えている。
(First switching circuit 11)
As shown in FIGS. 1 and 2, the first switching circuit 11 includes a first U-phase switching element Q1, a first V-phase switching element Q2, and a first W-phase switching element Q3.

第1U相スイッチング素子Q1は、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第1U相スイッチング素子Q1のドレイン端子は、U相巻線の接続端子Tu1に接続されている。第1U相スイッチング素子Q1のソース端子は、第1中性線NL1に接続されている。   The first U-phase switching element Q1 is an MOS transistor made of an N-channel MOS transistor and provided with a body diode D between the source and drain. The drain terminal of the first U-phase switching element Q1 is connected to the connection terminal Tu1 of the U-phase winding. The source terminal of the first U-phase switching element Q1 is connected to the first neutral line NL1.

また、第1U相スイッチング素子Q1のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R1及び抵抗R2を介して第1駆動回路21に接続されている。この抵抗R1と抵抗R2の接続点N1と、第1U相スイッチング素子Q1のドレイン端子との間には、ダイオードD1とツェナーダイオードTD1からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N1と第1U相スイッチング素子Q1のソース端子との間には、抵抗R3が接続されている。   The gate terminal of the first U-phase switching element Q1 is connected to the first drive circuit 21 via a resistor R1 and a resistor R2, as shown in FIG. A series circuit for overvoltage protection composed of a diode D1 and a Zener diode TD1 is connected between the connection point N1 of the resistors R1 and R2 and the drain terminal of the first U-phase switching element Q1. A resistor R3 is connected between the connection point N1 and the source terminal of the first U-phase switching element Q1.

そして、第1U相スイッチング素子Q1のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R1及び抵抗R2を介して第1駆動回路21からの第1駆動信号SD1が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the first drive signal SD1 from the first drive circuit 21 is input to the gate terminal of the first U-phase switching element Q1 via the resistor R1 and the resistor R2.

第1V相スイッチング素子Q2は、同様に、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第1V相スイッチング素子Q2のドレイン端子は、V相巻線の接続端子Tv1に接続されている。第1V相スイッチング素子Q2のソース端子は、第1中性線NL1に接続されている。   Similarly, the first V-phase switching element Q2 is an MOS transistor made of an N-channel MOS transistor and provided with a body diode D between the source and drain. The drain terminal of the first V-phase switching element Q2 is connected to the connection terminal Tv1 of the V-phase winding. The source terminal of the first V-phase switching element Q2 is connected to the first neutral line NL1.

また、第1V相スイッチング素子Q2のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R4及び抵抗R5を介して第1駆動回路21に接続されている。この抵抗R4と抵抗R5の接続点N2と、第1V相スイッチング素子Q2のドレイン端子との間には、ダイオードD2とツェナーダイオードTD2からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N2と、第1V相スイッチング素子Q2のソース端子との間には、抵抗R6が接続されている。   The gate terminal of the first V-phase switching element Q2 is connected to the first drive circuit 21 via a resistor R4 and a resistor R5, as shown in FIG. Between the connection point N2 of the resistor R4 and the resistor R5 and the drain terminal of the first V-phase switching element Q2, a series circuit for overvoltage protection including a diode D2 and a Zener diode TD2 is connected. A resistor R6 is connected between the connection point N2 and the source terminal of the first V-phase switching element Q2.

そして、第1V相スイッチング素子Q2のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R4及び抵抗R5を介して第1駆動回路21から第1U相スイッチング素子Q1のゲート端子に入力される同じ第1駆動信号SD1が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the gate terminal of the first V-phase switching element Q2 is input to the gate terminal of the first U-phase switching element Q1 from the first drive circuit 21 via the resistor R4 and the resistor R5. A drive signal SD1 is input.

第1W相スイッチング素子Q3は、同様に、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第1W相スイッチング素子Q3のドレイン端子は、W相巻線の接続端子Tw1に接続されている。第1W相スイッチング素子Q3のソース端子は、第1中性線NL1に接続されている。   Similarly, the first W-phase switching element Q3 is an MOS transistor made of an N-channel MOS transistor and provided with a body diode D between the source and the drain. The drain terminal of the first W-phase switching element Q3 is connected to the connection terminal Tw1 of the W-phase winding. The source terminal of the first W-phase switching element Q3 is connected to the first neutral line NL1.

また、第1W相スイッチング素子Q3のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R7及び抵抗R8を介して第1駆動回路21に接続されている。この抵抗R7と抵抗R8の接続点N3と、第1W相スイッチング素子Q3のドレイン端子との間には、ダイオードD3とツェナーダイオードTD3からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N3と、第1W相スイッチング素子Q3のソース端子との間には、抵抗R9が接続されている。   The gate terminal of the first W-phase switching element Q3 is connected to the first drive circuit 21 via a resistor R7 and a resistor R8, as shown in FIG. Between the connection point N3 of the resistors R7 and R8 and the drain terminal of the first W-phase switching element Q3, a series circuit for overvoltage protection composed of a diode D3 and a Zener diode TD3 is connected. A resistor R9 is connected between the connection point N3 and the source terminal of the first W-phase switching element Q3.

そして、第1W相スイッチング素子Q3のゲート端子は、図2に示すように、抵抗R7及び抵抗R8を介して、第1駆動回路21から第1U相スイッチング素子Q1のゲート端子に入力される同じ第1駆動信号SD1が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the gate terminal of the first W-phase switching element Q3 is input to the gate terminal of the first U-phase switching element Q1 from the first drive circuit 21 via the resistor R7 and the resistor R8. One drive signal SD1 is input.

従って、第1駆動回路21からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力されると、第1U相スイッチング素子Q1、第1V相スイッチング素子Q2及び第1W相スイッチング素子Q3は、オンして接続端子Tu1,Tv1,Tw1と第1中性線NL1とを接続する。   Therefore, when the first drive signal SD1 of high level is output from the first drive circuit 21, the first U-phase switching element Q1, the first V-phase switching element Q2, and the first W-phase switching element Q3 are turned on and connected to the connection terminal. Tu1, Tv1, Tw1 and the first neutral line NL1 are connected.

反対に、第1駆動回路21からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が出力されると、第1U相スイッチング素子Q1、第1V相スイッチング素子Q2及び第1W相スイッチング素子Q3は、オフして接続端子Tu1,Tv1,Tw1と第1中性線NL1との接続を遮断する。   Conversely, when the first drive signal SD1 at the low level is output from the first drive circuit 21, the first U-phase switching element Q1, the first V-phase switching element Q2, and the first W-phase switching element Q3 are turned off and connected. The connection between the terminals Tu1, Tv1, Tw1 and the first neutral line NL1 is cut off.

(第2切換回路12)
第2切換回路12は、図1及び図3に示すように、第2U相スイッチング素子Q4、第2V相スイッチング素子Q5及び第2W相スイッチング素子Q6を備えている。
(Second switching circuit 12)
As shown in FIGS. 1 and 3, the second switching circuit 12 includes a second U-phase switching element Q4, a second V-phase switching element Q5, and a second W-phase switching element Q6.

第2U相スイッチング素子Q4は、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第2U相スイッチング素子Q4のドレイン端子は、U相巻線の外部端子Tu2に接続されている。第2U相スイッチング素子Q4のソース端子は、第2中性線NL2に接続されている。   The second U-phase switching element Q4 is an MOS transistor made of an N-channel MOS transistor and provided with a body diode D between the source and drain. The drain terminal of the second U-phase switching element Q4 is connected to the external terminal Tu2 of the U-phase winding. The source terminal of the second U-phase switching element Q4 is connected to the second neutral line NL2.

また、第2U相スイッチング素子Q4のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R11及び抵抗R12を介して第2駆動回路22に接続されている。この抵抗R11と抵抗R12の接続点N4と、第2U相スイッチング素子Q4のドレイン端子との間には、ダイオードD4とツェナーダイオードTD4からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N4と第2U相スイッチング素子Q4のソース端子との間には、抵抗R13が接続されている。   The gate terminal of the second U-phase switching element Q4 is connected to the second drive circuit 22 via a resistor R11 and a resistor R12, as shown in FIG. Between the connection point N4 of the resistors R11 and R12 and the drain terminal of the second U-phase switching element Q4, a series circuit for overvoltage protection composed of a diode D4 and a Zener diode TD4 is connected. A resistor R13 is connected between the connection point N4 and the source terminal of the second U-phase switching element Q4.

そして、第2U相スイッチング素子Q4のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R11及び抵抗R12を介して第2駆動回路22からの第2駆動信号SD2が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 3, the second drive signal SD2 from the second drive circuit 22 is input to the gate terminal of the second U-phase switching element Q4 via the resistor R11 and the resistor R12.

第2V相スイッチング素子Q5は、同様に、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第2V相スイッチング素子Q5のドレイン端子は、V相巻線の外部端子Tv2に接続されている。第2V相スイッチング素子Q5のソース端子は、第2中性線NL2に接続されている。   Similarly, second V-phase switching element Q5 is an N-channel MOS transistor, and is a MOS transistor provided with a body diode D between the source and drain. The drain terminal of the second V-phase switching element Q5 is connected to the external terminal Tv2 of the V-phase winding. The source terminal of the second V-phase switching element Q5 is connected to the second neutral line NL2.

また、第2V相スイッチング素子Q5のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R14及び抵抗R15を介して第2駆動回路22に接続されている。この抵抗R14と抵抗R15の接続点N5と、第2V相スイッチング素子Q5のドレイン端子との間には、ダイオードD5とツェナーダイオードTD5からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N5と第2V相スイッチング素子Q5のソース端子との間には、抵抗R16が接続されている。   The gate terminal of the second V-phase switching element Q5 is connected to the second drive circuit 22 via a resistor R14 and a resistor R15 as shown in FIG. Between the connection point N5 of the resistors R14 and R15 and the drain terminal of the second V-phase switching element Q5, a series circuit for overvoltage protection composed of a diode D5 and a Zener diode TD5 is connected. A resistor R16 is connected between the connection point N5 and the source terminal of the second V-phase switching element Q5.

そして、第2V相スイッチング素子Q5のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R14及び抵抗R15を介して、第2駆動回路22から第2U相スイッチング素子Q4のゲート端子に入力される同じ第2駆動信号SD2が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 3, the gate terminal of the second V-phase switching element Q5 is input to the gate terminal of the second U-phase switching element Q4 from the second drive circuit 22 via the resistor R14 and the resistor R15. Two drive signals SD2 are input.

第2W相スイッチング素子Q6は、同様に、NチャネルMOSトランジスタよりなり、ソース・ドレイン間のボディーダイオードDを設けたMOSトランジスタである。第2W相スイッチング素子Q6のドレイン端子は、W相巻線の外部端子Tw2に接続されている。第2W相スイッチング素子Q6のソース端子は、第2中性線NL2に接続されている。   Similarly, the second W-phase switching element Q6 is an MOS transistor made of an N-channel MOS transistor and provided with a body diode D between the source and drain. The drain terminal of the second W-phase switching element Q6 is connected to the external terminal Tw2 of the W-phase winding. The source terminal of the second W-phase switching element Q6 is connected to the second neutral line NL2.

また、第2W相スイッチング素子Q6のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R17及び抵抗R18を介して第2駆動回路22に接続されている。この抵抗R17と抵抗R18の接続点N6と、第2W相スイッチング素子Q6のドレイン端子との間には、ダイオードD6とツェナーダイオードTD6からなる過電圧保護用の直列回路が接続されている。また、この接続点N6と第2W相スイッチング素子Q6のソース端子との間には、抵抗R19が接続されている。   Further, the gate terminal of the second W-phase switching element Q6 is connected to the second drive circuit 22 via a resistor R17 and a resistor R18 as shown in FIG. Between the connection point N6 of the resistor R17 and the resistor R18 and the drain terminal of the second W-phase switching element Q6, a series circuit for overvoltage protection composed of a diode D6 and a Zener diode TD6 is connected. A resistor R19 is connected between the connection point N6 and the source terminal of the second W-phase switching element Q6.

そして、第2W相スイッチング素子Q6のゲート端子は、図3に示すように、抵抗R17及び抵抗R18を介して、第2駆動回路22から第2U相スイッチング素子Q4のゲート端子に入力される同じ第2駆動信号SD2が入力されるようになっている。   As shown in FIG. 3, the gate terminal of the second W-phase switching element Q6 is input to the gate terminal of the second U-phase switching element Q4 from the second drive circuit 22 via the resistor R17 and the resistor R18. Two drive signals SD2 are input.

従って、第2駆動回路22からハイ・レベルの第2駆動信号SD2が出力されると、第2U相スイッチング素子Q4、第2V相スイッチング素子Q5及び第2W相スイッチング素子Q6は、オンして外部端子Tu2,Tv2,Tw2と第2中性線NL2とを接続する。   Accordingly, when the second drive signal SD2 at the high level is output from the second drive circuit 22, the second U-phase switching element Q4, the second V-phase switching element Q5, and the second W-phase switching element Q6 are turned on and the external terminal Tu2, Tv2, Tw2 and the second neutral line NL2 are connected.

反対に、第2駆動回路22からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力されると、第2U相スイッチング素子Q4、第2V相スイッチング素子Q5及び第2W相スイッチング素子Q6は、オフして外部端子Tu2,Tv2,Tw2と第2中性線NL2との接続を遮断する。   On the other hand, when the second drive signal SD2 at the low level is output from the second drive circuit 22, the second U-phase switching element Q4, the second V-phase switching element Q5, and the second W-phase switching element Q6 are turned off and externally supplied. The connection between the terminals Tu2, Tv2, Tw2 and the second neutral line NL2 is cut off.

ちなみに、3相交流電動機Mの駆動時には、第1駆動回路21の第1駆動信号SD1と第2駆動回路22の第2駆動信号SD2は、相補信号となる。つまり、第1駆動信号SD1がハイ・レベルの時、第2駆動信号SD2がロウ・レベルとなり、第1駆動信号SD1がロウ・レベルの時、第2駆動信号SD2がハイ・レベルとなる。   Incidentally, when the three-phase AC motor M is driven, the first drive signal SD1 of the first drive circuit 21 and the second drive signal SD2 of the second drive circuit 22 are complementary signals. That is, when the first drive signal SD1 is at a high level, the second drive signal SD2 is at a low level, and when the first drive signal SD1 is at a low level, the second drive signal SD2 is at a high level.

従って、第1駆動信号SD1がハイ・レベルの時、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3がオンし、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6がオフする。これによって、3相交流電動機Mの巻線構造は、U相は第1U相巻線U1、V相は第1V相巻線V1、W相は第1W相巻線W1からなる高速回転用巻線HSのスター結線となる。図4にその等価回路を示す。   Therefore, when the first drive signal SD1 is at a high level, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned on, and the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned off. As a result, the winding structure of the three-phase AC motor M is such that the U phase is a first U phase winding U1, the V phase is a first V phase winding V1, and the W phase is a first W phase winding W1. HS star connection. FIG. 4 shows an equivalent circuit thereof.

反対に、第2駆動信号SD2がハイ・レベルの時、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6がオンし、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3がオフする。これによって、3相交流電動機Mの配線構造は、U相は第1及び第2U相巻線U1,U2の直列回路、V相は第1及び第2V相巻線V1,V2の直列回路、W相は第1及び第2W相巻線W1,W2の直列回路からなる低速回転用巻線LSのスター結線となる。図5にその等価回路を示す。   Conversely, when the second drive signal SD2 is at a high level, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned on, and the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned off. Thus, the wiring structure of the three-phase AC motor M is such that the U phase is a series circuit of the first and second U phase windings U1 and U2, the V phase is a series circuit of the first and second V phase windings V1 and V2, and W The phase is a star connection of a low-speed rotation winding LS composed of a series circuit of first and second W-phase windings W1 and W2. FIG. 5 shows an equivalent circuit thereof.

従って、本実施形態の3相交流電動機Mは、巻線構造を高速回転用巻線HSと低速回転用巻線LSとに切り換えるこができ、高速回転小トルク特性と低速回転大トルク特性の2種類のモータ特性を得ることができる。   Therefore, the three-phase AC motor M of the present embodiment can switch the winding structure between the high-speed rotation winding HS and the low-speed rotation winding LS. Various types of motor characteristics can be obtained.

なお、上記実施形態では、第1及び第2切換回路11,12のスイッチング素子としてボディーダイオードDを備えたMOSトランジスタQ1〜Q6を用いたが、ボディーダイオードDを有さないMOSトランジスタで実施してもよい。   In the above embodiment, the MOS transistors Q1 to Q6 having the body diode D are used as the switching elements of the first and second switching circuits 11 and 12, but the MOS transistors Q1 to Q6 having the body diode D are used. Also good.

(第1駆動回路21)
次に、第1切換回路11を駆動させる第1駆動回路21について説明する。
図2に示すように、第1駆動回路21は、第1及び第2MOSトランジスタQ11,Q12からなる出力回路、第1赤外線発光素子D1aと第1赤外線受光素子D1bからなるフォトカプラ、第1アンプ21a、第1論理回路21bとから構成されている。
(First drive circuit 21)
Next, the first drive circuit 21 that drives the first switching circuit 11 will be described.
As shown in FIG. 2, the first drive circuit 21 includes an output circuit including first and second MOS transistors Q11 and Q12, a photocoupler including a first infrared light emitting element D1a and a first infrared light receiving element D1b, and a first amplifier 21a. The first logic circuit 21b.

出力回路を構成する第1及び第2MOSトランジスタQ11,Q12は、NチャネルMOSトランジスタよりなり、第1MOSトランジスタQ11のソース端子と第2MOSトランジスタQ12のドレイン端子が接続され、その接続点T1から第1駆動信号SD1が出力されるようになっている。第1MOSトランジスタQ11のドレイン端子は、第1駆動回路21の第1動作電源回路31のプラス端子Tp1に接続されている。第2MOSトランジスタQ12のソース端子は、第1駆動回路21の第1動作電源回路31のマイナス端子Tn1に接続されているとともに、第1切換回路11の第1中性線NL1に接続されている。   The first and second MOS transistors Q11 and Q12 constituting the output circuit are N-channel MOS transistors, the source terminal of the first MOS transistor Q11 and the drain terminal of the second MOS transistor Q12 are connected, and the first drive is performed from the connection point T1. A signal SD1 is output. The drain terminal of the first MOS transistor Q11 is connected to the plus terminal Tp1 of the first operating power supply circuit 31 of the first drive circuit 21. The source terminal of the second MOS transistor Q12 is connected to the negative terminal Tn1 of the first operating power supply circuit 31 of the first drive circuit 21 and to the first neutral line NL1 of the first switching circuit 11.

第1及び第2MOSトランジスタQ11,Q12のゲート端子は、第1論理回路21bにそれぞれ接続され、それぞれのゲート端子に第1及び第2判定信号SJ1,SJ2が入力されるようになっている。この第1及び第2判定信号SJ1,SJ2は、相補信号であって、第1及び第2MOSトランジスタQ11,Q12のいずれか一方がオンの時、他方がオフとなる信号である。   The gate terminals of the first and second MOS transistors Q11 and Q12 are respectively connected to the first logic circuit 21b, and the first and second determination signals SJ1 and SJ2 are input to the respective gate terminals. The first and second determination signals SJ1 and SJ2 are complementary signals that are turned off when one of the first and second MOS transistors Q11 and Q12 is turned on.

従って、第1MOSトランジスタQ11がオンの時には、第2MOSトランジスタQ12はオフとなり、接続点T1からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力される。反対に、第1MOSトランジスタQ11がオフの時には、第2MOSトランジスタQ12はオンとなり、接続点T1からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が出力される。   Accordingly, when the first MOS transistor Q11 is on, the second MOS transistor Q12 is off, and the high-level first drive signal SD1 is output from the connection point T1. On the other hand, when the first MOS transistor Q11 is off, the second MOS transistor Q12 is on, and the low-level first drive signal SD1 is output from the connection point T1.

フォトカプラを構成する第1赤外線発光素子D1aは、第1中性線切換制御回路3に接続され、第1中性線切換制御回路3によって電流制御され赤外線を発光するようになっている。   The first infrared light emitting element D1a constituting the photocoupler is connected to the first neutral line switching control circuit 3, and is controlled by the first neutral line switching control circuit 3 to emit infrared rays.

詳述すると、第1中性線切換制御回路3は、3相交流電動機Mの巻線構造を、図4に示す高速回転用巻線HSのスター結線にする時、第1赤外線発光素子D1aに電流を流すようになっている。これによって、第1赤外線発光素子D1aは赤外線を発光する。反対に、第1中性線切換制御回路3は、3相交流電動機Mの巻線構造を、図5に示す低速回転用巻線LSのスター結線にする時、第1赤外線発光素子D1aに電流を流さないようになっている。これによって、第1赤外線発光素子D1aは赤外線を発光しない。   More specifically, the first neutral wire switching control circuit 3 is connected to the first infrared light emitting element D1a when the winding structure of the three-phase AC motor M is changed to the star connection of the high-speed rotation winding HS shown in FIG. Current is to flow. Accordingly, the first infrared light emitting element D1a emits infrared light. On the contrary, when the first neutral wire switching control circuit 3 uses the winding structure of the three-phase AC motor M as the star connection of the low-speed rotation winding LS shown in FIG. It is supposed not to flow. Accordingly, the first infrared light emitting element D1a does not emit infrared light.

フォトカプラを構成する第1赤外線受光素子D1bは、第1赤外線発光素子D1aの発光する赤外線を受光し、導通しその電流を検出電流として次段の第1アンプ21aに出力する。つまり、第1赤外線発光素子D1aが赤外線を発光している時、第1赤外線受光素子D1bはその赤外線を受光し第1アンプ21aに検出電流を出力する。反対に、第1赤外線発光素子D1aが赤外線を発光していない時、第1赤外線受光素子D1bは赤外線が受光されないことから第1アンプ21aに検出電流を出力しない。   The first infrared light receiving element D1b constituting the photocoupler receives the infrared light emitted from the first infrared light emitting element D1a, conducts, and outputs the current as a detection current to the first amplifier 21a in the next stage. That is, when the first infrared light emitting element D1a emits infrared light, the first infrared light receiving element D1b receives the infrared light and outputs a detection current to the first amplifier 21a. On the other hand, when the first infrared light emitting element D1a is not emitting infrared light, the first infrared light receiving element D1b does not receive infrared light and therefore does not output a detection current to the first amplifier 21a.

第1アンプ21aは、検出電流を増幅し、検出電流を第1論理回路21bに出力する。第1論理回路21bは、第1アンプ21aが入力した検出電流に基づいて、第1赤外線発光素子D1aが赤外線を発光したかどうかの第1及び第2判定信号SJ1,SJ2を出力する。   The first amplifier 21a amplifies the detection current and outputs the detection current to the first logic circuit 21b. The first logic circuit 21b outputs first and second determination signals SJ1 and SJ2 indicating whether or not the first infrared light emitting element D1a emits infrared light based on the detection current input by the first amplifier 21a.

第1論理回路21bは、第1赤外線発光素子D1aが赤外線を発光した時、ハイ・レベルの第1判定信号SJ1を出力するとともに、ロウ・レベルの第2判定信号SJ2を出力する。これによって、第1MOSトランジスタQ11がオンし、第2MOSトランジスタQ12がオフとなり、接続点N1からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力される。   The first logic circuit 21b outputs a high-level first determination signal SJ1 and a low-level second determination signal SJ2 when the first infrared light-emitting element D1a emits infrared light. As a result, the first MOS transistor Q11 is turned on, the second MOS transistor Q12 is turned off, and the high-level first drive signal SD1 is output from the connection point N1.

つまり、第1赤外線発光素子D1aを発光させ、接続点T1からハイ・レベルの第1駆動信号SD1を出力させることにより、3相交流電動機Mの巻線構造を、図4に示す高速回転用巻線HSのスター結線にすることができる。   That is, the first infrared light emitting element D1a emits light, and the high-level first drive signal SD1 is output from the connection point T1, whereby the winding structure of the three-phase AC motor M is shown in FIG. It can be a star connection of the line HS.

一方、第1論理回路21bは、第1赤外線発光素子D1aが赤外線を発光しない時、ロウ・レベルの第1判定信号SJ1を出力するとともに、ハイ・レベルの第2判定信号SJ2を出力する。これによって、第1MOSトランジスタQ11がオフし、第2MOSトランジスタQ12がオンとなり、接続点T1からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が出力される。   On the other hand, when the first infrared light emitting element D1a does not emit infrared light, the first logic circuit 21b outputs a low-level first determination signal SJ1 and a high-level second determination signal SJ2. As a result, the first MOS transistor Q11 is turned off, the second MOS transistor Q12 is turned on, and the low-level first drive signal SD1 is output from the connection point T1.

つまり、第1赤外線発光素子D1aを発光させないで、接続点N1からロウ・レベルの第1駆動信号SD1を出力させることにより、3相交流電動機Mの巻線構造を、図5に示す低速回転用巻線LSのスター結線にすることができる。   In other words, the first infrared light emitting element D1a is not caused to emit light, and the low-level first drive signal SD1 is output from the connection point N1, so that the winding structure of the three-phase AC motor M is for low-speed rotation shown in FIG. It can be a star connection of the winding LS.

(第2駆動回路22)
次に、第2切換回路12を駆動させる第2駆動回路22について説明する。
図3に示すように、第2駆動回路22は、第3及び第4MOSトランジスタQ13,Q14からなる出力回路、第2赤外線発光素子D2aと第2赤外線受光素子D2bからなるフォトカプラ、第2アンプ22a、第2論理回路22bとから構成されている。
(Second drive circuit 22)
Next, the second drive circuit 22 that drives the second switching circuit 12 will be described.
As shown in FIG. 3, the second drive circuit 22 includes an output circuit including third and fourth MOS transistors Q13 and Q14, a photocoupler including a second infrared light emitting element D2a and a second infrared light receiving element D2b, and a second amplifier 22a. The second logic circuit 22b.

出力回路を構成する第3及び第4MOSトランジスタQ13,Q14は、NチャネルMOSトランジスタよりなり、第3MOSトランジスタQ13のソース端子と第4MOSトランジスタQ14のドレイン端子が接続され、その接続点T2から第2駆動信号SD2が出力されるようになっている。第3MOSトランジスタQ13のドレイン端子は、第2駆動回路22の第2動作電源回路32のプラス端子Tp2に接続されている。第4MOSトランジスタQ14のソース端子は、第2駆動回路22の第2動作電源回路32のマイナス端子Tn2に接続されているとともに、第2切換回路12の第2中性線NL2に接続されている。   The third and fourth MOS transistors Q13 and Q14 constituting the output circuit are N-channel MOS transistors. The source terminal of the third MOS transistor Q13 and the drain terminal of the fourth MOS transistor Q14 are connected, and the second drive is performed from the connection point T2. A signal SD2 is output. The drain terminal of the third MOS transistor Q13 is connected to the plus terminal Tp2 of the second operation power supply circuit 32 of the second drive circuit 22. The source terminal of the fourth MOS transistor Q14 is connected to the minus terminal Tn2 of the second operation power supply circuit 32 of the second drive circuit 22, and is also connected to the second neutral line NL2 of the second switching circuit 12.

第3及び第4MOSトランジスタQ13,Q14のゲート端子は、第2論理回路22bにそれぞれ接続され、それぞれのゲート端子に第3及び第4判定信号SJ3,SJ4が入力されるようになっている。この第3及び第4判定信号SJ3,SJ4は、相補信号であって、第3及び第4MOSトランジスタQ13,Q14のいずれか一方がオンの時、他方がオフとなる信号である。   The gate terminals of the third and fourth MOS transistors Q13 and Q14 are respectively connected to the second logic circuit 22b, and the third and fourth determination signals SJ3 and SJ4 are input to the respective gate terminals. The third and fourth determination signals SJ3 and SJ4 are complementary signals, and are signals that turn off when one of the third and fourth MOS transistors Q13 and Q14 is on.

従って、第3MOSトランジスタQ13がオンの時には、第4MOSトランジスタQ14はオフとなり、接続点T2からハイ・レベルの第2駆動信号SD2が出力される。反対に、第3MOSトランジスタQ13がオフの時には、第4MOSトランジスタQ14はオンとなり、接続点T2からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力される。   Therefore, when the third MOS transistor Q13 is on, the fourth MOS transistor Q14 is off, and the high-level second drive signal SD2 is output from the connection point T2. On the other hand, when the third MOS transistor Q13 is off, the fourth MOS transistor Q14 is on, and the low-level second drive signal SD2 is output from the connection point T2.

フォトカプラを構成する第2赤外線発光素子D2aは、第2中性線切換制御回路4に接続され、第2中性線切換制御回路4によって電流制御され赤外線を発光するようになっている。   The second infrared light emitting element D2a constituting the photocoupler is connected to the second neutral line switching control circuit 4, and is controlled by the second neutral line switching control circuit 4 to emit infrared light.

詳述すると、第2中性線切換制御回路4は、3相交流電動機Mの巻線構造を、図5に示す低速回転用巻線LSのスター結線にする時、第2赤外線発光素子D2aに電流を流すようになっている。これによって、第2赤外線発光素子D2aは赤外線を発光する。反対に、第2中性線切換制御回路4は、3相交流電動機Mの巻線構造を、図4に示す高速回転用巻線HSのスター結線にする時、第2赤外線発光素子D2aに電流を流さないようになっている。これによって、第2赤外線発光素子D2aは赤外線を発光しない。   More specifically, the second neutral wire switching control circuit 4 uses the second infrared light emitting element D2a when the winding structure of the three-phase AC motor M is changed to the star connection of the low-speed rotation winding LS shown in FIG. Current is to flow. Accordingly, the second infrared light emitting element D2a emits infrared light. On the contrary, when the second neutral wire switching control circuit 4 uses the winding structure of the three-phase AC motor M as the star connection of the high-speed rotation winding HS shown in FIG. It is supposed not to flow. Accordingly, the second infrared light emitting element D2a does not emit infrared light.

フォトカプラを構成する第2赤外線受光素子D2bは、第2赤外線発光素子D2aの発光する赤外線を受光し、導通しその電流を検出電流として次段の第2アンプ22aに出力する。つまり、第2赤外線発光素子D2aが赤外線を発光している時、第2赤外線受光素子D2bはその赤外線を受光し第2アンプ22aに検出電流を出力する。反対に、第2赤外線発光素子D2aが赤外線を発光していない時、第2赤外線受光素子D2bは赤外線が受光されないことから第2アンプ22aに検出電流を出力しない。   The second infrared light receiving element D2b constituting the photocoupler receives the infrared light emitted from the second infrared light emitting element D2a, conducts, and outputs the current as a detection current to the second amplifier 22a in the next stage. That is, when the second infrared light emitting element D2a emits infrared light, the second infrared light receiving element D2b receives the infrared light and outputs a detection current to the second amplifier 22a. On the other hand, when the second infrared light emitting element D2a is not emitting infrared light, the second infrared light receiving element D2b does not receive infrared light, and therefore does not output a detection current to the second amplifier 22a.

第2アンプ22aは、検出電流を増幅し、検出電流を第2論理回路22bに出力する。第2論理回路22bは、第2アンプ22aが入力した検出電流に基づいて、第2赤外線発光素子D2aが赤外線を発光したかどうかの第3及び第4判定信号SJ3,SJ4を出力する。   The second amplifier 22a amplifies the detection current and outputs the detection current to the second logic circuit 22b. The second logic circuit 22b outputs third and fourth determination signals SJ3 and SJ4 indicating whether the second infrared light emitting element D2a emits infrared light based on the detection current input by the second amplifier 22a.

第2論理回路22bは、第2赤外線発光素子D2aが赤外線を発光した時、ハイ・レベルの第3判定信号SJ3を出力するとともに、ロウ・レベルの第4判定信号SJ4を出力する。これによって、第3MOSトランジスタQ13がオンし、第4MOSトランジスタQ14がオフとなり、接続点T2からハイ・レベルの第2駆動信号SD2が出力される。   When the second infrared light emitting element D2a emits infrared light, the second logic circuit 22b outputs a high level third determination signal SJ3 and also outputs a low level fourth determination signal SJ4. As a result, the third MOS transistor Q13 is turned on, the fourth MOS transistor Q14 is turned off, and the high-level second drive signal SD2 is output from the connection point T2.

つまり、第2赤外線発光素子D2aを発光させ、接続点T2からハイ・レベルの第2駆動信号SD2を出力させることにより、3相交流電動機Mの巻線構造を、図5に示す低速回転用巻線LSのスター結線にすることができる。   That is, by causing the second infrared light emitting element D2a to emit light and outputting the high-level second drive signal SD2 from the connection point T2, the winding structure of the three-phase AC motor M is reduced to the low-speed rotation winding shown in FIG. It can be a star connection of the line LS.

一方、第2論理回路22bは、第2赤外線発光素子D2aが赤外線を発光しない時、ロウ・レベルの第3判定信号SJ3を出力するとともに、ハイ・レベルの第4判定信号SJ4を出力する。これによって、第3MOSトランジスタQ13がオフし、第4MOSトランジスタQ14がオンとなり、接続点T2からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力される。   On the other hand, the second logic circuit 22b outputs a low-level third determination signal SJ3 and a high-level fourth determination signal SJ4 when the second infrared light emitting element D2a does not emit infrared light. As a result, the third MOS transistor Q13 is turned off, the fourth MOS transistor Q14 is turned on, and the low-level second drive signal SD2 is output from the connection point T2.

つまり、第2赤外線発光素子D2aを発光させないで、接続点N2からロウ・レベルの第2駆動信号SD2を出力させることにより、3相交流電動機Mの巻線構造を、図4に示す高速回転用巻線HSのスター結線にすることができる。   In other words, the second infrared light emitting element D2a is not caused to emit light, and the low-level second drive signal SD2 is output from the connection point N2, so that the winding structure of the three-phase AC motor M is for high-speed rotation shown in FIG. The winding HS can be a star connection.

なお、第1赤外線発光素子D1a及び第2赤外線発光素子D2aは、3相交流電動機Mの駆動時おいて、同時に発光することはなく、いずれか一方が発光している時、他方は発光しないように、第1中性線切換制御回路3及び第2中性線切換制御回路4にて制御されている。   The first infrared light emitting element D1a and the second infrared light emitting element D2a do not emit light at the same time when the three-phase AC motor M is driven. When either one emits light, the other does not emit light. In addition, the first neutral line switching control circuit 3 and the second neutral line switching control circuit 4 are controlled.

(第1動作電源回路31)
次に、第1駆動回路21の第1動作電源回路31について説明する。
第1動作電源回路31は、図2に示すように、第1充電コンデンサCaを有している。第1充電コンデンサCaは、そのプラス端子が同第1動作電源回路31のプラス端子Tp1に、また、マイナス端子が同第1動作電源回路31のマイナス端子Tn1となっていて、プラス端子Tp1とマイナス端子Tn1が第1駆動回路21に接続されている。そして、第1充電コンデンサCaに充電された充電電圧は、第1駆動回路21を動作させるための第1動作電圧Vd1(本実施形態では12V)となって、第1駆動回路21に印加される。
(First operation power supply circuit 31)
Next, the first operation power supply circuit 31 of the first drive circuit 21 will be described.
As shown in FIG. 2, the first operating power supply circuit 31 includes a first charging capacitor Ca. The first charging capacitor Ca has a plus terminal at the plus terminal Tp1 of the first operating power supply circuit 31, and a minus terminal at the minus terminal Tn1 of the first operating power supply circuit 31. The terminal Tn1 is connected to the first drive circuit 21. Then, the charging voltage charged in the first charging capacitor Ca becomes a first operating voltage Vd1 (12V in the present embodiment) for operating the first driving circuit 21, and is applied to the first driving circuit 21. .

また、第1充電コンデンサCaのプラス端子Tp1は、第1ダイオードDa及び第1抵抗Raを介して直流電源Gのプラス端子に接続されている。一方、第1充電コンデンサCaのマイナス端子Tn1は、第1切換回路11の第1中性線NL1に接続されている。   The plus terminal Tp1 of the first charging capacitor Ca is connected to the plus terminal of the DC power supply G via the first diode Da and the first resistor Ra. On the other hand, the negative terminal Tn1 of the first charging capacitor Ca is connected to the first neutral line NL1 of the first switching circuit 11.

そして、本実施形態では、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6をオフ状態にするとともに、インバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオンさせることによって、第1充電コンデンサCaが駆動前の充電が行われる。   In the present embodiment, the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 are turned off, and only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10 is turned on. 1 Charging capacitor Ca is charged before being driven.

これによって、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1→第1U相スイッチング素子Q1のボディーダイオードD→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第1充電コンデンサCaは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第1動作電圧Vd1に充電される。   Accordingly, the DC power source G → the first resistor Ra → the first diode Da → the first charging capacitor Ca → the first neutral line NL1 → the body diode D of the first U-phase switching element Q1 → the first U-phase winding U1 → the lower arm. A current path including the U-phase switching element Qb → ground is formed. By forming the formed current path, the first charging capacitor Ca is charged to the first operating voltage Vd1 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

また、3相交流電動機Mが駆動中に、第1中性線NL1が直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)未満になった時には、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1からなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第1充電コンデンサCaは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第1動作電圧Vd1に充電される。   When the first neutral line NL1 becomes less than the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G while the three-phase AC motor M is being driven, the DC power supply G → the first resistor Ra → the first diode Da → A current path including the first charging capacitor Ca → the first neutral line NL1 is formed. By forming the formed current path, the first charging capacitor Ca is charged to the first operating voltage Vd1 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

なお、第1充電コンデンサCaは、第1ツェナーダイオードTDaが並列に接続されている。第1ツェナーダイオードTDaは、第1充電コンデンサCaを過充電による損傷から保護している。   The first charging capacitor Ca is connected to the first Zener diode TDa in parallel. The first Zener diode TDa protects the first charging capacitor Ca from damage due to overcharging.

(第2動作電源回路32)
次に、第2駆動回路22の第2動作電源回路32について説明する。
第2動作電源回路32は、図3に示すように、第2充電コンデンサCbを有している。第2充電コンデンサCbは、そのプラス端子が同第2動作電源回路32のプラス端子Tp2に、また、マイナス端子が同第2動作電源回路32のマイナス端子Tn2となっていて、プラス端子Tp2とマイナス端子Tn2が第2駆動回路22に接続されている。そして、第2充電コンデンサCbに充電された充電電圧は、第2駆動回路22を動作させるための第2動作電圧Vd2となって、第2駆動回路22に印加される。
(Second operation power supply circuit 32)
Next, the second operation power supply circuit 32 of the second drive circuit 22 will be described.
As shown in FIG. 3, the second operating power supply circuit 32 has a second charging capacitor Cb. The second charging capacitor Cb has a plus terminal serving as the plus terminal Tp2 of the second operating power supply circuit 32, and a minus terminal serving as the minus terminal Tn2 of the second operating power supply circuit 32, and is minus with the plus terminal Tp2. The terminal Tn2 is connected to the second drive circuit 22. The charging voltage charged in the second charging capacitor Cb is applied to the second drive circuit 22 as a second operating voltage Vd2 for operating the second drive circuit 22.

また、第2充電コンデンサCbのプラス端子Tp2は、第2ダイオードDb及び第2抵抗Rbを介して直流電源Gのプラス端子に接続されている。一方、第2充電コンデンサCbのマイナス端子Tn2は、第2切換回路12の第2中性線NL2に接続されている。   The plus terminal Tp2 of the second charging capacitor Cb is connected to the plus terminal of the DC power supply G via the second diode Db and the second resistor Rb. On the other hand, the minus terminal Tn2 of the second charging capacitor Cb is connected to the second neutral line NL2 of the second switching circuit 12.

そして、本実施形態では、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6をオフ状態にするとともに、インバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオンさせることによって、第1充電コンデンサCaが駆動前の充電が行われる。   In the present embodiment, the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 are turned off, and only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10 is turned on. 1 Charging capacitor Ca is charged before being driven.

これによって、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2→第2U相スイッチング素子Q4のボディーダイオードD→第2U相巻線U2→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第2充電コンデンサCbは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第2動作電圧Vd2に充電される。   As a result, DC power supply G → second resistance Rb → second diode Db → second charging capacitor Cb → second neutral line NL2 → body diode D of second U-phase switching element Q4 → second U-phase winding U2 → first U A current path including the phase winding U1 → the lower arm U-phase switching element Qb → the ground is formed. By forming this current path, the second charging capacitor Cb is charged to the second operating voltage Vd2 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

また、3相交流電動機Mが駆動中に、第2中性線NL2が直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)未満になった時には、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2からなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第2充電コンデンサCbは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第2動作電圧Vd2に充電される。   When the second neutral line NL2 becomes less than the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G while the three-phase AC motor M is being driven, the DC power supply G → second resistor Rb → second diode Db → A current path including the second charging capacitor Cb → the second neutral line NL2 is formed. By forming this current path, the second charging capacitor Cb is charged to the second operating voltage Vd2 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

また、第2充電コンデンサCbは、第2ツェナーダイオードTDbが並列に接続されている。第2ツェナーダイオードTDbは、第2充電コンデンサCbを過充電による損傷から保護している。   The second charging capacitor Cb is connected in parallel with a second Zener diode TDb. The second Zener diode TDb protects the second charging capacitor Cb from damage due to overcharging.

(システム制御回路5)
図6に示すように、インバータ回路10を駆動するインバータ制御回路2、第1駆動回路21を駆動する第1中性線切換制御回路3及び第2駆動回路22を駆動する第2中性線切換制御回路4は、システム制御回路5に接続されている。システム制御回路5は、マイクロコンピュータよりなり、インバータ制御回路2、第1中性線切換制御回路3及び第2中性線切換制御回路4を統括制御する。
(System control circuit 5)
As shown in FIG. 6, the inverter control circuit 2 that drives the inverter circuit 10, the first neutral line switching control circuit 3 that drives the first driving circuit 21, and the second neutral line switching that drives the second driving circuit 22. The control circuit 4 is connected to the system control circuit 5. The system control circuit 5 is composed of a microcomputer, and controls the inverter control circuit 2, the first neutral line switching control circuit 3, and the second neutral line switching control circuit 4 in an integrated manner.

システム制御回路5は、図示しない外部装置からの指令信号に基づいて、巻線構造を高速回転用巻線HS又は低速回転用巻線LSのいずれかにして3相交流電動機Mを駆動する。   The system control circuit 5 drives the three-phase AC motor M with the winding structure as either the high-speed rotation winding HS or the low-speed rotation winding LS based on a command signal from an external device (not shown).

つまり、システム制御回路5は、巻線構造を高速回転用巻線HSにして3相交流電動機Mを駆動させる場合、第1赤外線発光素子D1aを発光させ、第2赤外線発光素子D2aを発光させないための第1及び第2制御信号CT1,CT2を、第1及び第2中性線切換制御回路3,4に出力する。   That is, the system control circuit 5 causes the first infrared light emitting element D1a to emit light and does not cause the second infrared light emitting element D2a to emit light when the winding structure is the high-speed rotation winding HS and the three-phase AC motor M is driven. The first and second control signals CT1 and CT2 are output to the first and second neutral line switching control circuits 3 and 4, respectively.

これによって、第1駆動回路21からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力され、第2駆動回路22からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力される。そして、第1切換回路11のスイッチング素子Q1〜Q3がオンし、第2切換回路12のスイッチング素子Q4〜Q6がオフして、巻線構造が高速回転用巻線HSとなる。   As a result, the first drive circuit 21 outputs a high-level first drive signal SD1, and the second drive circuit 22 outputs a low-level second drive signal SD2. Then, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned on, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned off, and the winding structure becomes the high-speed rotation winding HS.

この状態で、また、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの各相に対して3相交流電源Vu,Vv,Vwを供給するための第3制御信号CT3を、インバータ制御回路2に出力する。   In this state, the system control circuit 5 also outputs a third control signal CT3 for supplying the three-phase AC power sources Vu, Vv, and Vw to each phase of the three-phase AC motor M to the inverter control circuit 2. To do.

これによって、インバータ制御回路2は、各スイッチング素子Qa〜Qfのゲート端子に駆動信号S1〜S6を出力する。そして、インバータ制御回路2からの駆動信号S1〜S6に基づいて、各スイッチング素子Qa〜Qfが所定のタイミングでオン・オフされて、インバータ回路10は直流電源Gの直流電圧Vddを3相交流電源Vu,Vv,Vwに変換し、3相交流電動機Mの各相に供給する。   Thereby, the inverter control circuit 2 outputs the drive signals S1 to S6 to the gate terminals of the switching elements Qa to Qf. Based on the drive signals S1 to S6 from the inverter control circuit 2, the switching elements Qa to Qf are turned on / off at a predetermined timing, and the inverter circuit 10 applies the DC voltage Vdd of the DC power supply G to the three-phase AC power supply. It converts into Vu, Vv, Vw, and supplies it to each phase of the three-phase AC motor M.

一方、システム制御回路5は、巻線構造を低速回転用巻線LSにして3相交流電動機Mを駆動させる場合、第2赤外線発光素子D2aを発光させ、第1赤外線発光素子D1aを発光させないための第1及び第2制御信号CT1,CT2を、第1及び第2中性線切換制御回路3,4に出力する。   On the other hand, the system control circuit 5 causes the second infrared light emitting element D2a to emit light and does not cause the first infrared light emitting element D1a to emit light when the winding structure is the low speed rotating winding LS and the three-phase AC motor M is driven. The first and second control signals CT1 and CT2 are output to the first and second neutral line switching control circuits 3 and 4, respectively.

これによって、第2駆動回路22からハイ・レベルの第2駆動信号SD2が出力され、第1駆動回路21からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が出力される。そして、第2切換回路12のスイッチング素子Q4〜Q6がオンし、第1切換回路11のスイッチング素子Q1〜Q3がオフして、巻線構造が低速回転用巻線LSとなる。   As a result, the second drive circuit 22 outputs the high-level second drive signal SD2, and the first drive circuit 21 outputs the low-level first drive signal SD1. Then, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned on, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned off, and the winding structure becomes the low-speed rotation winding LS.

この状態で、また、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの各相に対して3相交流電源Vu,Vv,Vwを供給するための第3制御信号CT3を、インバータ制御回路2に出力する。   In this state, the system control circuit 5 also outputs a third control signal CT3 for supplying the three-phase AC power sources Vu, Vv, and Vw to each phase of the three-phase AC motor M to the inverter control circuit 2. To do.

これによって、インバータ制御回路2は、各スイッチング素子Qa〜Qfのゲート端子に駆動信号S1〜S6を出力する。そして、インバータ制御回路2からの駆動信号S1〜S6に基づいて、各スイッチング素子Qa〜Qfが所定のタイミングでオン・オフされて、インバータ回路10は直流電源Gの直流電圧Vddを3相交流電源Vu,Vv,Vwに変換し、3相交流電動機Mの各相に供給する。   Thereby, the inverter control circuit 2 outputs the drive signals S1 to S6 to the gate terminals of the switching elements Qa to Qf. Based on the drive signals S1 to S6 from the inverter control circuit 2, the switching elements Qa to Qf are turned on / off at a predetermined timing, and the inverter circuit 10 applies the DC voltage Vdd of the DC power supply G to the three-phase AC power supply. It converts into Vu, Vv, Vw, and supplies it to each phase of the three-phase AC motor M.

システム制御回路5は、3相交流電動機Mの回転数を検出する回転数検出器6と接続され、検出信号を入力している。システム制御回路5は、回転数検出器6からの検出信号に基づいて、その時々の3相交流電動機Mの回転数を算出する。そして、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの回転数が予め定めた所定の回転数未満の時、巻線構造を低速回転用巻線LSして低回転大トルクとなるように、3相交流電動機Mを駆動制御する。また、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの回転数が予め定めた所定の回転数以上の時、巻線構造を高速回転用巻線HSにして高速回転小トルクとなるように、3相交流電動機Mを駆動制御する。   The system control circuit 5 is connected to a rotation speed detector 6 that detects the rotation speed of the three-phase AC motor M, and receives a detection signal. The system control circuit 5 calculates the rotational speed of the three-phase AC motor M at that time based on the detection signal from the rotational speed detector 6. Then, when the rotational speed of the three-phase AC motor M is less than a predetermined rotational speed, the system control circuit 5 is configured so that the winding structure has a low rotational speed and a large torque with a low speed rotational winding LS. The phase AC motor M is driven and controlled. Further, the system control circuit 5 sets the winding structure to the high-speed rotation winding HS so that the high-speed rotation small torque is obtained when the rotation speed of the three-phase AC motor M is equal to or higher than a predetermined rotation speed. The phase AC motor M is driven and controlled.

(充電モード)
また、システム制御回路5は、3相交流電動機Mを高速回転用巻線HS又は低速回転用巻線LSにして3相交流電動機Mを駆動させる前に、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbを充電する駆動前充電モードを実行する。
(Charge mode)
In addition, the system control circuit 5 uses the first and second operation power supply circuits 31 and 3 before driving the three-phase AC motor M using the three-phase AC motor M as the high-speed rotation winding HS or the low-speed rotation winding LS. A pre-drive charging mode for charging the 32 first and second charging capacitors Ca and Cb is executed.

つまり、3相交流電動機Mを駆動させる前に、第1及び第2切換回路11,12を駆動する第1及び第2駆動回路21,22の動作電源Vd1,Vd2を確保する必要がある。そのため、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa、Cbに対する充電動作を行う。   That is, before driving the three-phase AC motor M, it is necessary to secure the operating power sources Vd1 and Vd2 of the first and second drive circuits 21 and 22 that drive the first and second switching circuits 11 and 12. Therefore, the charging operation for the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operation power supply circuits 31 and 32 is performed.

システム制御回路5は、駆動前充電モードになると、第1及び第2中性線切換制御回路3,4に対して第1及び第2駆動回路21,22に設けた第1及び第2赤外線発光素子D1a,D2aを発光させない第1及び第2制御信号CT1,CT2をそれぞれ出力する。これによって、第1駆動回路21からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が第1切換回路11に出力され、第1切換回路11の各相のスイッチング素子Q1〜Q3がオフ状態となる。また、第2駆動回路22からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が第2切換回路12に出力され、第2切換回路12の各相のスイッチング素子Q4〜Q6がオフ状態となる。   When the system control circuit 5 enters the pre-drive charging mode, the first and second infrared light emission provided in the first and second drive circuits 21 and 22 with respect to the first and second neutral line switching control circuits 3 and 4. First and second control signals CT1 and CT2 that do not cause the elements D1a and D2a to emit light are output, respectively. As a result, a low-level first drive signal SD1 is output from the first drive circuit 21 to the first switching circuit 11, and the switching elements Q1 to Q3 of each phase of the first switching circuit 11 are turned off. Further, a low-level second drive signal SD2 is output from the second drive circuit 22 to the second switching circuit 12, and the switching elements Q4 to Q6 of each phase of the second switching circuit 12 are turned off.

続いて、システム制御回路5は、インバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオンさせるための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。
第3制御信号CT3に応答してインバータ制御回路2は、下アームU相スイッチング素子Qbのゲートにハイ・レベルの駆動信号S2を出力し同スイッチング素子Qbをオンさせる。
Subsequently, the system control circuit 5 outputs to the inverter control circuit 2 a third control signal CT3 for turning on only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10.
In response to the third control signal CT3, the inverter control circuit 2 outputs a high level drive signal S2 to the gate of the lower arm U-phase switching element Qb to turn on the switching element Qb.

これによって、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1→第1U相スイッチング素子Q1のボディーダイオードD→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドの電流経路が形成される。   Accordingly, the DC power source G → the first resistor Ra → the first diode Da → the first charging capacitor Ca → the first neutral line NL1 → the body diode D of the first U-phase switching element Q1 → the first U-phase winding U1 → the lower arm. A current path from the U-phase switching element Qb to the ground is formed.

また、同時に、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2→第2U相スイッチング素子Q4のボディーダイオードD→第2U相巻線U2→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドの電流経路が形成される。   At the same time, DC power supply G → second resistance Rb → second diode Db → second charging capacitor Cb → second neutral line NL2 → body diode D of second U-phase switching element Q4 → second U-phase winding U2 → second A current path of 1U phase winding U1 → lower arm U phase switching element Qb → ground is formed.

そして、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbへの充電が開始される。システム制御回路5は、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧(第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2)が所定の電圧値に到達した時、充電モードを終了し、3相交流電動機Mを駆動させる駆動モードに移る。   Then, the charging of the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operation power supply circuits 31 and 32 is started. When the charging voltage (first and second operating voltages Vd1, Vd2) of the first and second charging capacitors Ca, Cb reaches a predetermined voltage value, the system control circuit 5 ends the charging mode, and the three-phase AC The driving mode for driving the electric motor M is started.

なお、この第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧が所定の電圧値に到達した時の判断は、例えば、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧を検出する検出センサ(図示せず)を設ける。そして、システム制御回路5は、その検出センサからの検出信号を入力し、その検出信号に基づいてその時々の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧を検出して所定の電圧値に到達したかどうか判断することが考えられる。   The determination when the charging voltages of the first and second charging capacitors Ca and Cb reach a predetermined voltage value is, for example, a detection sensor that detects the charging voltages of the first and second charging capacitors Ca and Cb ( (Not shown). The system control circuit 5 receives a detection signal from the detection sensor, detects the charging voltage of the first and second charging capacitors Ca and Cb at that time based on the detection signal, and sets the predetermined voltage value. It may be possible to determine whether it has been reached.

次に、上記のように構成した3相交流電動機Mの巻線切換装置1の作用について記載する。
いま、3相交流電動機Mを、低速回転大トルクを経て高速回転小トルクに駆動すべく、システム制御回路5に外部装置から指令信号が出力される。システム制御回路5は、指令信号に応答して駆動モードに入る前に、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbを充電する駆動前充電モードとなる。
Next, the operation of the winding switching device 1 of the three-phase AC motor M configured as described above will be described.
Now, a command signal is output from an external device to the system control circuit 5 in order to drive the three-phase AC motor M to a high-speed rotation small torque through a low-speed rotation large torque. The system control circuit 5 enters the pre-drive charge mode in which the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operation power supply circuits 31 and 32 are charged before entering the drive mode in response to the command signal. .

システム制御回路5は、第1及び第2中性線切換制御回路3,4に対して第1及び第2駆動回路21,22に設けた第1及び第2赤外線発光素子D1a,D2aを発光させない第1及び第2制御信号CT1,CT2をそれぞれ出力する。これによって、第1駆動回路21からロウ・レベルの第1駆動信号SD1が第1切換回路11に出力され、第1切換回路11の各相のスイッチング素子Q1〜Q3がオフ状態となる。また、第2駆動回路22からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が第2切換回路12に出力され、第2切換回路12の各相のスイッチング素子Q4〜Q6がオフ状態となる。   The system control circuit 5 does not cause the first and second infrared light emitting elements D1a and D2a provided in the first and second drive circuits 21 and 22 to emit light to the first and second neutral line switching control circuits 3 and 4. First and second control signals CT1 and CT2 are output, respectively. As a result, a low-level first drive signal SD1 is output from the first drive circuit 21 to the first switching circuit 11, and the switching elements Q1 to Q3 of each phase of the first switching circuit 11 are turned off. Further, a low-level second drive signal SD2 is output from the second drive circuit 22 to the second switching circuit 12, and the switching elements Q4 to Q6 of each phase of the second switching circuit 12 are turned off.

続いて、システム制御回路5は、インバータ制御回路2に対してインバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオン、他のスイッチング素子Qa,Qc〜Qfをオフさせるための第3制御信号CT3を出力する。インバータ制御回路2は、この第3制御信号CT3に応答して下アームU相スッチング素子Qbのゲートにハイ・レベルの駆動信号S2を出力し同スイッチング素子Qbをオンさせる。   Subsequently, the system control circuit 5 turns on only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10 and turns off the other switching elements Qa and Qc to Qf with respect to the inverter control circuit 2. Is output. In response to the third control signal CT3, the inverter control circuit 2 outputs a high level drive signal S2 to the gate of the lower arm U-phase switching element Qb to turn on the switching element Qb.

そして、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1→第1U相スイッチング素子Q1のボディーダイオードD→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路を形成する。   DC power source G → first resistor Ra → first diode Da → first charging capacitor Ca → first neutral line NL1 → body diode D of the first U-phase switching element Q1 → first U-phase winding U1 → lower arm U A current path including the phase switching element Qb → ground is formed.

また、同時に、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2→第2U相スイッチング素子Q4のボディーダイオードD→第2U相巻線U2→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路を形成する。   At the same time, DC power supply G → second resistance Rb → second diode Db → second charging capacitor Cb → second neutral line NL2 → body diode D of second U-phase switching element Q4 → second U-phase winding U2 → second A current path composed of 1U-phase winding U1 → lower arm U-phase switching element Qb → ground is formed.

これによって、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbへの充電が開始される。システム制御回路5は、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧(第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2)が所定の電圧値に到達した時、充電モードを終了し、3相交流電動機Mを駆動させる駆動モードに移る。   As a result, charging of the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operation power supply circuits 31 and 32 is started. When the charging voltage (first and second operating voltages Vd1, Vd2) of the first and second charging capacitors Ca, Cb reaches a predetermined voltage value, the system control circuit 5 ends the charging mode, and the three-phase AC The driving mode for driving the electric motor M is started.

従って、第1及び第2駆動回路21,22は、充分に充電された第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧(第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2)が動作電圧として印加される。   Therefore, the first and second drive circuits 21 and 22 are applied with the charged voltages of the first and second charging capacitors Ca and Cb (first and second operating voltages Vd1 and Vd2) as operating voltages. The

システム制御回路5は、駆動モードに入ると、3相交流電動機Mを、低速回転大トルクで駆動すべく、第1中性線切換制御回路3に対して第1駆動回路21に設けた第1赤外線発光素子D1aを発光させない第1制御信号CT1を出力する。そして、第1駆動回路21は、第1赤外線発光素子D1aが発光せずロウ・レベルの第1駆動信号SD1を第1切換回路11に出力して、第1切換回路11の各相のスイッチング素子Q1〜Q3をオフさせる。   When the system control circuit 5 enters the drive mode, the first drive circuit 21 is provided with the first neutral circuit switching control circuit 3 in the first drive circuit 21 so as to drive the three-phase AC motor M with the low-speed rotation and large torque. The first control signal CT1 that does not cause the infrared light emitting element D1a to emit light is output. Then, the first drive circuit 21 outputs the low-level first drive signal SD1 to the first switching circuit 11 because the first infrared light emitting element D1a does not emit light, and the switching elements of the respective phases of the first switching circuit 11 Q1 to Q3 are turned off.

また、システム制御回路5は、第2中性線切換制御回路4に対して第2駆動回路22に設けた第2赤外線発光素子D2aを発光させる第2制御信号CT2を出力する。そして、第2駆動回路22は、第2赤外線発光素子D2aが発光しハイ・レベルの第2駆動信号SD2を第2切換回路12に出力して、第2切換回路12の各相のスイッチング素子Q4〜Q6をオンさせる。   Further, the system control circuit 5 outputs a second control signal CT2 that causes the second infrared light emitting element D2a provided in the second drive circuit 22 to emit light to the second neutral line switching control circuit 4. Then, the second drive circuit 22 outputs the high-level second drive signal SD2 to the second switching circuit 12 from the second infrared light emitting element D2a, and the switching element Q4 for each phase of the second switching circuit 12 is output. Turn on Q6.

これによって、3相交流電動機Mの巻線構造が図5に示す低速回転用巻線LSとなり、低速回転大トルクの巻線構造となる。
3相交流電動機Mの巻線構造が低速回転用巻線LSなると、システム制御回路5は、インバータ制御回路2に対して、直流電源Gの直流電圧Vddから3相交流電動機Mの各相の3相交流電源Vu,Vv,Vwを生成するための第3制御信号CT3を出力する。インバータ制御回路2は、この第3制御信号CT3応答して、インバータ回路10の各スイッチング素子Qa〜Qfに駆動信号S1〜S6を出力し、各スイッチング素子Qa〜Qfをオン・オフ制御する。そして、インバータ回路10は、直流電源Gの直流電圧Vddを3相交流電源Vu,Vv,Vwに変換し、3相交流電動機Mの各相に供給する。
As a result, the winding structure of the three-phase AC motor M becomes the low-speed rotation winding LS shown in FIG. 5, and the low-speed rotation large torque winding structure.
When the winding structure of the three-phase AC motor M is the low-speed rotation winding LS, the system control circuit 5 determines the 3 of each phase of the three-phase AC motor M from the DC voltage Vdd of the DC power supply G to the inverter control circuit 2. A third control signal CT3 for generating the phase AC power supplies Vu, Vv, Vw is output. In response to the third control signal CT3, the inverter control circuit 2 outputs drive signals S1 to S6 to the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10, and controls the switching elements Qa to Qf on and off. Then, the inverter circuit 10 converts the DC voltage Vdd of the DC power supply G into a three-phase AC power supply Vu, Vv, Vw and supplies it to each phase of the three-phase AC motor M.

これによって、3相交流電動機Mは、低速回転大トルクの巻線構造(低速回転用巻線LSの構造)で駆動する。
そして、3相交流電動機Mは、低速回転大トルクの巻線構造で駆動中においては、図8(a)(b)に示すように、第1中性線NL1の第1中性線電圧Vaが波形cで示され、第2中性線NL2の第2中性線電圧Vbが波形dで示される。
As a result, the three-phase AC motor M is driven by a low-speed rotation large torque winding structure (structure of the low-speed rotation winding LS).
When the three-phase AC motor M is driven by the winding structure of low-speed rotation and large torque, as shown in FIGS. 8A and 8B, the first neutral line voltage Va of the first neutral line NL1 is obtained. Is shown by the waveform c, and the second neutral line voltage Vb of the second neutral line NL2 is shown by the waveform d.

図8(a)(b)から明らかなように、第1中性線電圧Va及び第2中性線電圧Vbが直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)未満の領域が存在する。
これによって、第2動作電源回路32において、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2からなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第2充電コンデンサCbは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第2動作電圧Vd2に充電される。
As is clear from FIGS. 8A and 8B, there is a region where the first neutral line voltage Va and the second neutral line voltage Vb are less than the DC voltage Vdd (= 12 V) of the DC power supply G.
As a result, in the second operating power supply circuit 32, a current path including the DC power supply G → the second resistor Rb → the second diode Db → the second charging capacitor Cb → the second neutral line NL2 is formed. By forming this current path, the second charging capacitor Cb is charged to the second operating voltage Vd2 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

やがて、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの回転数が所定の回転数以上になったことを回転数検出器6からの検出信号に基づいて判断すると、低速回転大トルクで駆動している3相交流電動機Mを、高速回転小トルクの駆動に切り換える。   Eventually, when the system control circuit 5 determines that the rotational speed of the three-phase AC motor M has reached a predetermined rotational speed or more based on the detection signal from the rotational speed detector 6, the system control circuit 5 is driven with a low-speed rotational large torque. The three-phase AC motor M is switched to drive at high speed and small torque.

そして、システム制御回路5は、3相交流電動機Mを、高速回転小トルクで駆動すべく、第1中性線切換制御回路3に対して第1駆動回路21に設けた第1赤外線発光素子D1aを発光させる第1制御信号CT1を出力する。そして、第1駆動回路21は、第1赤外線発光素子D1aが発光しハイ・レベルの第1駆動信号SD1を第1切換回路11に出力して、第1切換回路11の各相のスイッチング素子Q1〜Q3をオンさせる。   Then, the system control circuit 5 includes a first infrared light emitting element D1a provided in the first drive circuit 21 with respect to the first neutral line switching control circuit 3 so as to drive the three-phase AC motor M with high-speed rotation and small torque. The first control signal CT1 for emitting light is output. Then, the first drive circuit 21 outputs the high-level first drive signal SD1 to the first switching circuit 11 from the first infrared light emitting element D1a, and the switching element Q1 for each phase of the first switching circuit 11 is output. Turn on ~ Q3.

また、システム制御回路5は、第2中性線切換制御回路4に対して第2駆動回路22に設けた第2赤外線発光素子D2aを発光させない第2制御信号CT2を出力する。そして、第2駆動回路22は、第2赤外線発光素子D2aが発光せずロウ・レベルの第2駆動信号SD2を第2切換回路12に出力して、第2切換回路12の各相のスイッチング素子Q4〜Q6をオフさせる。   Further, the system control circuit 5 outputs a second control signal CT2 that does not cause the second infrared light emitting element D2a provided in the second drive circuit 22 to emit light to the second neutral line switching control circuit 4. Then, the second drive circuit 22 outputs the low-level second drive signal SD2 to the second switching circuit 12 because the second infrared light emitting element D2a does not emit light, and the switching elements of the respective phases of the second switching circuit 12 Q4 to Q6 are turned off.

これによって、3相交流電動機Mの巻線構造が図4に示す高速回転用巻線HSとなり、高速回転小トルクの巻線構造となる。
3相交流電動機Mの巻線構造が高速回転用巻線HSなると、システム制御回路5は、インバータ制御回路2に対して、直流電源Gの直流電圧Vddから3相交流電動機Mの各相の3相交流電源Vu,Vv,Vwを生成するための第3制御信号CT3を出力する。インバータ制御回路2は、この第3制御信号CT3応答して、インバータ回路10の各スイッチング素子Qa〜Qfに駆動信号S1〜S6を出力し、各スイッチング素子Qa〜Qfをオン・オフ制御する。そして、インバータ回路10は、直流電源Gの直流電圧Vddを3相交流電源Vu,Vv,Vwに変換し、3相交流電動機Mの各相に供給する。
As a result, the winding structure of the three-phase AC motor M becomes the high-speed rotation winding HS shown in FIG. 4, and the high-speed rotation small torque winding structure.
When the winding structure of the three-phase AC motor M is a high-speed rotation winding HS, the system control circuit 5 sends the inverter control circuit 2 3 of each phase of the three-phase AC motor M from the DC voltage Vdd of the DC power supply G. A third control signal CT3 for generating the phase AC power supplies Vu, Vv, Vw is output. In response to the third control signal CT3, the inverter control circuit 2 outputs drive signals S1 to S6 to the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10, and controls the switching elements Qa to Qf on and off. Then, the inverter circuit 10 converts the DC voltage Vdd of the DC power supply G into a three-phase AC power supply Vu, Vv, Vw and supplies it to each phase of the three-phase AC motor M.

これによって、3相交流電動機Mは、高速回転小トルクの巻線構造(高速回転用巻線HSの構造)で駆動する。
そして、3相交流電動機Mは、高速回転小トルクの巻線構造で駆動中においては、図7(a)(b)に示すように、第1中性線NL1の第1中性線電圧Vaが波形aで示され、第2中性線NL2の第2中性線電圧Vbが波形bで示される。
As a result, the three-phase AC motor M is driven with a winding structure of high-speed rotation and small torque (structure of the high-speed rotation winding HS).
When the three-phase AC motor M is driven by the winding structure of high-speed rotation and small torque, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first neutral line voltage Va of the first neutral line NL1. Is shown by the waveform a, and the second neutral line voltage Vb of the second neutral line NL2 is shown by the waveform b.

図7(a)(b)から明らかなように、第1中性線電圧Va及び第2中性線電圧Vbが直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)未満の領域が存在する。
これによって、第1動作電源回路31において、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1からなる電流経路が形成される。この形成された電流経路が形成されることによって、第1充電コンデンサCaは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて第1動作電圧Vd1に充電される。
As is apparent from FIGS. 7A and 7B, there is a region where the first neutral line voltage Va and the second neutral line voltage Vb are less than the DC voltage Vdd (= 12 V) of the DC power supply G.
As a result, in the first operating power supply circuit 31, a current path consisting of the DC power supply G → the first resistor Ra → the first diode Da → the first charging capacitor Ca → the first neutral line NL1 is formed. By forming the formed current path, the first charging capacitor Ca is charged to the first operating voltage Vd1 with the DC voltage Vdd (= 12V) of the DC power supply G.

なお、システム制御回路5は、3相交流電動機Mの回転数が所定の回転数未満になったことを回転数検出器6からの検出信号に基づいて判断すると、高速回転小トルクで駆動している3相交流電動機Mを、低速回転大トルクの駆動に切り換える。そして、上記したように、第1及び第2切換回路11,12は制御されて、3相交流電動機Mは、低速回転大トルクの巻線構造(低速回転用巻線LSの構造)で駆動する。   When the system control circuit 5 determines that the rotational speed of the three-phase AC motor M is less than the predetermined rotational speed based on the detection signal from the rotational speed detector 6, the system control circuit 5 drives the motor with high rotational speed and small torque. The three-phase AC motor M is switched to drive at low speed and large torque. As described above, the first and second switching circuits 11 and 12 are controlled, and the three-phase AC motor M is driven by the winding structure of the low-speed rotation and large torque (structure of the low-speed rotation winding LS). .

また、第2動作電源回路32は直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2からなる電流経路が形成され、第2充電コンデンサCbは直流電源Gの直流電圧Vdd(=12V)にて充電される。   The second operating power supply circuit 32 is formed with a current path composed of a DC power supply G → second resistor Rb → second diode Db → second charging capacitor Cb → second neutral line NL2. It is charged with the DC voltage Vdd (= 12V) of the power supply G.

さらに、インバータ回路10の3相全ての下アームのスイッチング素子Qb,Qd,Qfを同時にオンさせることにより、中性点NL1,NL2の電圧をさらに低下できる。この動作を間欠的に繰り返すことにより、安定した動作が可能になり、ブートストラップ方式と同様の効果を得ることができる。   Furthermore, by simultaneously turning on the switching elements Qb, Qd, Qf of the lower arms of all three phases of the inverter circuit 10, the voltages at the neutral points NL1, NL2 can be further lowered. By repeating this operation intermittently, a stable operation is possible, and the same effect as the bootstrap system can be obtained.

次に、上記のように構成した3相交流電動機Mの巻線切換装置1の効果について以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、第1動作電源回路31について、第1ダイオードDaのアノード端子を、第1抵抗Raを介して直流電源Gのプラス端子に接続し、第1ダイオードDaのカソード端子を、第1充電コンデンサCaを介して第1中性線NL1に接続した。
Next, the effect of the winding switching device 1 of the three-phase AC motor M configured as described above will be described below.
(1) According to this embodiment, in the first operating power supply circuit 31, the anode terminal of the first diode Da is connected to the positive terminal of the DC power supply G via the first resistor Ra, and the cathode of the first diode Da. The terminal was connected to the first neutral line NL1 via the first charging capacitor Ca.

そして、直流電源G→第1抵抗Ra→第1ダイオードDa→第1充電コンデンサCa→第1中性線NL1からなる電流経路を形成し、第1充電コンデンサCaに第1駆動回路21の第1動作電圧Vd1となる充電電圧を充電するようにした。   Then, a current path including a DC power supply G → first resistor Ra → first diode Da → first charging capacitor Ca → first neutral line NL1 is formed, and the first driving circuit 21 has a first path in the first charging capacitor Ca. The charging voltage that is the operating voltage Vd1 is charged.

従って、第1動作電源回路31は、第1抵抗Ra、第1ダイオードDa、第1充電コンデンサCaという非常に簡単な回路構成で第1駆動回路21の電源回路を実現することができる。   Therefore, the first operation power supply circuit 31 can realize the power supply circuit of the first drive circuit 21 with a very simple circuit configuration including the first resistor Ra, the first diode Da, and the first charging capacitor Ca.

一方、第2動作電源回路32について、第2ダイオードDbのアノード端子を、第2抵抗Rbを介して直流電源Gのプラス端子に接続し、第2ダイオードDbのカソード端子を、第2充電コンデンサCbを介して第2中性線NL2に接続した。   On the other hand, in the second operating power supply circuit 32, the anode terminal of the second diode Db is connected to the plus terminal of the DC power supply G via the second resistor Rb, and the cathode terminal of the second diode Db is connected to the second charging capacitor Cb. To the second neutral line NL2.

そして、直流電源G→第2抵抗Rb→第2ダイオードDb→第2充電コンデンサCb→第2中性線NL2からなる電流経路を形成し、第2充電コンデンサCbに第2駆動回路22の第2動作電圧Vd2となる充電電圧を充電するようにした。   Then, a current path consisting of DC power supply G → second resistor Rb → second diode Db → second charging capacitor Cb → second neutral line NL2 is formed, and the second charging capacitor Cb has a second drive circuit 22 second current. The charging voltage that is the operating voltage Vd2 is charged.

従って、第2動作電源回路32は、第2抵抗Rb、第2ダイオードDb、第2充電コンデンサCbという非常に簡単な回路構成で第2駆動回路22の電源回路を実現することができる。   Therefore, the second operation power supply circuit 32 can realize the power supply circuit of the second drive circuit 22 with a very simple circuit configuration of the second resistor Rb, the second diode Db, and the second charging capacitor Cb.

(2)本実施形態によれば、3相交流電動機Mを駆動する前に、インバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオン状態にした。
そして、第1動作電源回路31については、直流電源G→第1動作電源回路31→第1中性線NL1→第1U相スイッチング素子Q1のボディーダイオードD→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路を形成した。
(2) According to the present embodiment, before driving the three-phase AC motor M, only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10 is turned on.
For the first operating power supply circuit 31, the DC power supply G → the first operating power supply circuit 31 → the first neutral line NL1 → the body diode D of the first U-phase switching element Q1 → the first U-phase winding U1 → the lower arm U A current path composed of the phase switching element Qb → ground was formed.

また、第2動作電源回路32については、直流電源G→第2動作電源回路32→第2中性線NL2→第2U相スイッチング素子Q4のボディーダイオードD→第2U相巻線U2→第1U相巻線U1→下アームU相スイッチング素子Qb→グランドからなる電流経路を形成した。   Further, for the second operating power supply circuit 32, the DC power supply G → the second operating power supply circuit 32 → the second neutral line NL2 → the body diode D of the second U-phase switching element Q4 → the second U-phase winding U2 → the first U-phase. A current path consisting of winding U1 → lower arm U-phase switching element Qb → ground was formed.

従って、駆動前に、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電が行われる。その結果、第1及び第2駆動回路21,22の第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2は、駆動前に確保され、3相交流電動機Mをより安定に駆動させることができる。   Therefore, the first and second charging capacitors Ca and Cb are charged before driving. As a result, the first and second operating voltages Vd1, Vd2 of the first and second drive circuits 21, 22 are ensured before driving, and the three-phase AC motor M can be driven more stably.

(3)本実施形態によれば、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbに第1及び第2ツェナーダイオードTDa,TDbを並列にそれぞれ接続した。従って、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbに過電圧が印加されても第1及び第2ツェナーダイオードTDa,TDbがこれを吸収し、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの過電圧による損傷を未然に防止できる。   (3) According to the present embodiment, the first and second Zener diodes TDa and TDb are connected in parallel to the first and second charging capacitors Ca and Cb, respectively. Therefore, even if an overvoltage is applied to the first and second charging capacitors Ca and Cb, the first and second Zener diodes TDa and TDb absorb this, and damage due to the overvoltage of the first and second charging capacitors Ca and Cb is prevented. It can be prevented beforehand.

上記第1実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、3相交流電動機Mを駆動する前に、インバータ回路10の下アームU相スイッチング素子Qbのみをオン状態にして、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbを充電させるようにした。これを、インバータ回路10の下アームV相スイッチング素子Qbや下アームW相スイッチング素子Qfをあわせてオン状態にして、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbを充電させるようにして実施してもよい。これによって、より速く充電動作を終了させることができる。
The first embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, before driving the three-phase AC motor M, only the lower arm U-phase switching element Qb of the inverter circuit 10 is turned on to charge the first and second charging capacitors Ca and Cb. did. This may be performed by turning on the lower arm V-phase switching element Qb and the lower arm W-phase switching element Qf of the inverter circuit 10 and charging the first and second charging capacitors Ca and Cb. Good. As a result, the charging operation can be completed more quickly.

○上記実施形態では、第1及び第2動作電源回路31,32を、直流電源Gに直接接続したが、直流電源Gの直流電圧Vddが低い場合には、図9に示すように、昇圧回路40を設ける。そして、昇圧回路40で直流電源Gの直流電圧Vddを昇圧して、その昇圧した昇圧電圧を第1及び第2動作電源回路31,32に印加するようにしてもよい。   In the above embodiment, the first and second operation power supply circuits 31 and 32 are directly connected to the DC power supply G. However, when the DC voltage Vdd of the DC power supply G is low, as shown in FIG. 40 is provided. Then, the DC voltage Vdd of the DC power supply G may be boosted by the booster circuit 40 and the boosted boosted voltage may be applied to the first and second operation power supply circuits 31 and 32.

これによって、直流電源Gの直流電圧Vddが低くても、第1及び第2駆動回路21,22に安定した充電電圧を供給することができる。
○上記実施形態では、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧を、それぞれ第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2として、第1及び第2駆動回路21,22に直接供給していた。これを、図10に示すように、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbと第1及び第2駆動回路21,22との間に、ツェナーダイオードTDx、抵抗Rx及び電流ブースタ用のバイポーラトランジスタQx1からなる第1及び第2定電圧回路41,42をそれぞれ設けて実施してもよい。
As a result, even when the DC voltage Vdd of the DC power supply G is low, a stable charging voltage can be supplied to the first and second drive circuits 21 and 22.
In the above embodiment, the charging voltages of the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operating power supply circuits 31 and 32 are set as the first and second operating voltages Vd1 and Vd2, respectively. 2 was supplied directly to the drive circuits 21 and 22. As shown in FIG. 10, a zener diode TDx, a resistor Rx, and a bipolar transistor Qx1 for a current booster are provided between the first and second charging capacitors Ca, Cb and the first and second drive circuits 21, 22. The first and second constant voltage circuits 41 and 42 may be provided.

この場合、第1及び第2駆動回路21,22に安定した第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2を供給することができる。
また、図11に示すように、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbと第1及び第2駆動回路21,22との間に、インダクタLx、逆止用ダイオードDx、昇圧MOSトランジスタQx2、充電用コンデンサCxからなる第1及び第2昇圧回路43,44を設けて実施してもよい。
In this case, stable first and second operating voltages Vd1 and Vd2 can be supplied to the first and second drive circuits 21 and 22.
Further, as shown in FIG. 11, between the first and second charging capacitors Ca and Cb and the first and second drive circuits 21 and 22, an inductor Lx, a check diode Dx, a boost MOS transistor Qx2, a charge For example, the first and second booster circuits 43 and 44 including the capacitor Cx may be provided.

この場合、第1及び第2充電コンデンサCa,Cbの充電電圧が低い場合であっても、高電圧を安定的に作り、その高電圧を第1及び第2駆動回路21,22に第1及び第2動作電圧Vd1,Vd2として供給することができる。   In this case, even when the charging voltages of the first and second charging capacitors Ca and Cb are low, a high voltage is stably generated, and the high voltage is supplied to the first and second drive circuits 21 and 22 in the first and The second operating voltages Vd1 and Vd2 can be supplied.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図12、図13に従って説明する。本実施形態は、第1実施形態の巻線切換装置1に設けた第1及び第2切換回路11,12において、各スイッチング素子Q1〜Q6の故障を検出する点が第1実施形態と異なる。そのため、説明の便宜上、第1実施形態と共通する部分は省略し、特徴部分について詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment in that a failure of each switching element Q1 to Q6 is detected in the first and second switching circuits 11 and 12 provided in the winding switching device 1 of the first embodiment. Therefore, for the sake of convenience of explanation, portions common to the first embodiment are omitted, and feature portions will be described in detail.

図12に示すように、各相の受電端子Tu,Tv,Twと直流電源Gのプラス端子との間には、プルアップ抵抗Rpuがそれぞれ接続されているとともに、各相の受電端子Tu,Tv,Twとグランドとの間には、プルダウン抵抗Rpdがそれぞれ接続されている。プルアップ抵抗Rpuとプルダウン抵抗Rpdは、共に同じ抵抗値に設定されている。   As shown in FIG. 12, a pull-up resistor Rpu is connected between the power receiving terminals Tu, Tv, Tw of each phase and the positive terminal of the DC power supply G, and the power receiving terminals Tu, Tv of each phase. , Tw and ground are respectively connected to pull-down resistors Rpd. Both the pull-up resistor Rpu and the pull-down resistor Rpd are set to the same resistance value.

また、第1中性線NL1は、第1電圧検出抵抗Rz1を介してグランドに接続されているとともに、第2中性線NL2は、第2電圧検出抵抗Rz2を介してグランドに接続されている。第1電圧検出抵抗Rz1と第2電圧検出抵抗Rz2は、共に同じ抵抗値に設定されている。   The first neutral line NL1 is connected to the ground via the first voltage detection resistor Rz1, and the second neutral line NL2 is connected to the ground via the second voltage detection resistor Rz2. . Both the first voltage detection resistor Rz1 and the second voltage detection resistor Rz2 are set to the same resistance value.

図13に示すように、システム制御回路5は、各相の受電端子Tu,Tv,Twの端子電圧をプルダウン抵抗Rpdの端子間電圧にてそれぞれ検出するU相受電端子電圧検出回路51、V相受電端子電圧検出回路52及びW相受電端子電圧検出回路53が接続されている。そして、システム制御回路5は、U相受電端子電圧検出回路51からの検出信号に基づいて受電端子Tuの端子電圧を算出する。また、システム制御回路5は、V相受電端子電圧検出回路52からの検出信号に基づいて受電端子Tvの端子電圧を算出する。さらに、システム制御回路5は、W相受電端子電圧検出回路53からの検出信号に基づいて受電端子Twの端子電圧を算出する。   As shown in FIG. 13, the system control circuit 5 includes a U-phase power receiving terminal voltage detection circuit 51 that detects the terminal voltages of the power receiving terminals Tu, Tv, and Tw of each phase by using the voltage between the terminals of the pull-down resistor Rpd. A power receiving terminal voltage detection circuit 52 and a W-phase power receiving terminal voltage detection circuit 53 are connected. The system control circuit 5 calculates the terminal voltage of the power receiving terminal Tu based on the detection signal from the U-phase power receiving terminal voltage detection circuit 51. Further, the system control circuit 5 calculates the terminal voltage of the power receiving terminal Tv based on the detection signal from the V-phase power receiving terminal voltage detection circuit 52. Further, the system control circuit 5 calculates the terminal voltage of the power receiving terminal Tw based on the detection signal from the W-phase power receiving terminal voltage detection circuit 53.

システム制御回路5は、第1及び第2中性線NL1,NL2の第1及び第2中性線電圧Va,Vbを、第1及び第2電圧検出抵抗Rz1,Rz2の端子間電圧にてそれぞれ検出する第1中性線電圧検出回路54及び第2中性線電圧検出回路55が接続されている。そして、システム制御回路5は、第1中性線電圧検出回路54からの検出信号に基づいて第1中性線電圧Vaを算出する。また、システム制御回路5は、第2中性線電圧検出回路55からの検出信号に基づいて第2中性線電圧Vbを算出する。   The system control circuit 5 uses the first and second neutral line voltages Va and Vb of the first and second neutral lines NL1 and NL2 as voltages between the terminals of the first and second voltage detection resistors Rz1 and Rz2, respectively. A first neutral line voltage detection circuit 54 and a second neutral line voltage detection circuit 55 to be detected are connected. Then, the system control circuit 5 calculates the first neutral line voltage Va based on the detection signal from the first neutral line voltage detection circuit 54. Further, the system control circuit 5 calculates the second neutral line voltage Vb based on the detection signal from the second neutral line voltage detection circuit 55.

そして、システム制御回路5は、図示しない外部装置からショート故障検出又はオープン故障検出のための指令信号が入力される。システム制御回路5は、外部装置からショート故障検出のための指令信号が入力されると、ショート故障検出モードとなる。また、システム制御回路5は、外部装置からオープン故障検出のための指令信号が入力されると、オープン故障検出モードとなる。   The system control circuit 5 receives a command signal for short circuit failure detection or open failure detection from an external device (not shown). The system control circuit 5 enters a short failure detection mode when a command signal for short failure detection is input from an external device. Further, when a command signal for detecting an open failure is input from an external device, the system control circuit 5 enters an open failure detection mode.

ここで、ショート故障とは、NチャネルMOSトランジスタよりなる各スイッチング素子Q1〜Q6において、それぞれロウ・レベルの第1及び第2駆動信号SD1,SD2が出力されているにも拘らず、スイッチング素子がオン状態になっていることをいう。   Here, the short circuit failure means that the switching elements Q1 to Q6 made of N-channel MOS transistors output the low level first and second drive signals SD1 and SD2 respectively, but the switching elements It means being on.

また、オープン故障とは、NチャネルMOSトランジスタよりなる各スイッチング素子Q1〜Q6において、それぞれハイ・レベルの第1及び第2駆動信号SD1,SD2が出力されているにも拘らず、スイッチング素子がオフ状態になっていることをいう。   In addition, an open failure means that the switching elements are turned off in spite of the high-level first and second drive signals SD1 and SD2 being output from the switching elements Q1 to Q6 made of N-channel MOS transistors. It means being in a state.

なお、本実施形態の巻線切換装置1は、受電端子Tu,Tv,Twにそれぞれプルアップ抵抗Rpuとプルダウン抵抗Rpdを接続するとともに、第1及び第2中性線NL1,NL2にそれぞれ第1及び第2電圧検出抵抗Rz1,Rz2を接続した。   Note that the winding switching device 1 of the present embodiment connects the pull-up resistor Rpu and the pull-down resistor Rpd to the power receiving terminals Tu, Tv, Tw, respectively, and the first and second neutral lines NL1, NL2, respectively. The second voltage detection resistors Rz1 and Rz2 are connected.

このプルアップ抵抗Rpu、プルダウン抵抗Rpd、第1及び第2電圧検出抵抗Rz1,Rz2を加えた回路構成で、第1実施形態のように、巻線構造を高速回転用巻線HSと低速回転用巻線LSとに切り換えて3相交流電動機Mを駆動することがでることは言うまでもない。勿論、第1及び第2動作電源回路31,32の第1及び第2充電コンデンサCa,Cbを充電させることも、第1実施形態と同様にできる。   With the circuit configuration in which the pull-up resistor Rpu, the pull-down resistor Rpd, and the first and second voltage detection resistors Rz1 and Rz2 are added, the winding structure is a high-speed rotation HS and a low-speed rotation as in the first embodiment. It goes without saying that the three-phase AC motor M can be driven by switching to the winding LS. Of course, the first and second charging capacitors Ca and Cb of the first and second operation power supply circuits 31 and 32 can be charged in the same manner as in the first embodiment.

次に、上記のように構成した巻線切換装置1の作用を、システム制御回路5の故障検出処理動作に従って説明する。
(ショート故障検出モード)
今、システム制御回路5に図示しない外部装置からショート故障検出のための指令信号が入力されると、システム制御回路5はショート故障検出モードとなりショート故障検出処理動作を実行する。
Next, the operation of the winding switching device 1 configured as described above will be described according to the failure detection processing operation of the system control circuit 5.
(Short failure detection mode)
When a command signal for detecting a short fault is input to the system control circuit 5 from an external device (not shown), the system control circuit 5 enters a short fault detection mode and executes a short fault detection processing operation.

まず、システム制御回路5は、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6のショート故障検出処理動作を実行すべく、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfをオフ状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。これによって、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfはオフ状態となり、各受電端子Tu,Tv,Twの端子電圧は、直流電源Gの直流電圧Vddの1/2の電圧(中間電圧)となる。   First, the system control circuit 5 turns off all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 in order to execute the short fault detection processing operation of the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12. To output to the inverter control circuit 2 a third control signal CT3. As a result, all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are turned off, and the terminal voltage of each of the power receiving terminals Tu, Tv, and Tw is a voltage (intermediate voltage) that is ½ of the DC voltage Vdd of the DC power supply G. Become.

また、システム制御回路5は、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6をオフ状態にするための第1及び第2制御信号CT1,CT2を第1及び第2中性線切換制御回路3,4にそれぞれ出力する。これによって、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6は、第1及び第2駆動回路21,22からロウ・レベルの第1及び第2駆動信号SD1,SD2が出力されオフ状態となる。   In addition, the system control circuit 5 outputs first and second neutralization signals CT1 and CT2 for turning off the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12, respectively. Output to the line switching control circuits 3 and 4 respectively. Accordingly, the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 output the low-level first and second driving signals SD1 and SD2 from the first and second driving circuits 21 and 22, respectively. Turns off.

このとき、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6が正常であれば、第1中性線電圧Va及び第2中性線電圧Vbは低電圧(ほぼ0V)となる。また、各受電端子Tu,Tv,Twの端子電圧は中間電圧となる。そして、システム制御回路5は、第1及び第2中性線電圧Va,Vbが低電圧のとき、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6についてショート故障はなく正常と判断する。   At this time, if the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 are normal, the first neutral line voltage Va and the second neutral line voltage Vb are low voltages (almost 0V). . Further, the terminal voltages of the power receiving terminals Tu, Tv, and Tw are intermediate voltages. When the first and second neutral line voltages Va and Vb are low, the system control circuit 5 determines that the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 are normal without any short-circuit failure. to decide.

ここで、第1中性線電圧Vaと第2中性線電圧Vbのうち、一方の電圧が中間電圧で、他方の電圧が低電圧の場合、中間電圧になった側の切換回路のなかでにショート故障しているスイッチング素子があると判断する。   Here, when one of the first neutral line voltage Va and the second neutral line voltage Vb is an intermediate voltage and the other is a low voltage, the switching circuit on the side that has become the intermediate voltage It is determined that there is a short-circuited switching element.

例えば、第1中性線電圧Vaが中間電圧で、第2中性線電圧Vbが低電圧の時には、第1切換回路11の中のスイッチング素子Q1〜Q3のいずれかのスイッチング素子がショート故障していると判断する。   For example, when the first neutral line voltage Va is an intermediate voltage and the second neutral line voltage Vb is a low voltage, one of the switching elements Q1 to Q3 in the first switching circuit 11 is short-circuited. Judge that

反対に、第2中性線電圧Vbが中間電圧で、第1中性線電圧Vaが低電圧の時には、第2切換回路12の中のスイッチング素子Q4〜Q6のいずれかのスイッチング素子がショート故障していると判断する。   On the contrary, when the second neutral line voltage Vb is an intermediate voltage and the first neutral line voltage Va is a low voltage, one of the switching elements Q4 to Q6 in the second switching circuit 12 is short-circuited. Judge that you are doing.

そして、システム制御回路5は、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3のうちのどの相のスイッチング素子がショート故障しているか、又は、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6のうちのどの相のスイッチング素子がショート故障しているかを特定する処理を行う。   Then, the system control circuit 5 determines which phase of the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 is short-circuited or the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12. A process for identifying which phase of the switching element has a short circuit failure is performed.

システム制御回路5は、まず、インバータ回路10のスイッチング素子Qa〜Qfのうちの上アームU相スイッチング素子Qaのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。これによって、インバータ制御回路2は、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfのうち、上アームU相スイッチング素子Qaのみをオン状態する。   First, the system control circuit 5 outputs to the inverter control circuit 2 a third control signal CT3 for turning on only the upper arm U-phase switching element Qa among the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10. Thus, inverter control circuit 2 turns on only upper arm U-phase switching element Qa among all switching elements Qa to Qf of inverter circuit 10.

このとき、例えば、第1切換回路11の第1U相スイッチング素子Q1が、ショート故障している時、第1中性線電圧Vaはほぼ直流電圧Vddに近い高電圧になるとともに、第2中性線電圧Vbは低電圧になる。そして、第1中性線電圧Vaが高電圧になることによって、第1U相スイッチング素子Q1がショート故障していると判断する。   At this time, for example, when the first U-phase switching element Q1 of the first switching circuit 11 is short-circuited, the first neutral line voltage Va becomes a high voltage that is substantially close to the DC voltage Vdd, and the second neutral voltage The line voltage Vb becomes a low voltage. Then, when the first neutral line voltage Va becomes a high voltage, it is determined that the first U-phase switching element Q1 is short-circuited.

ちなみに、第1U相スイッチング素子Q1がショート故障している場合であって、上アームV相スイッチング素子Qcのみをオン状態にした時、又は、上アームW相スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時には、第1中性線電圧Vaは中間電圧になるとともに、第2中性線電圧Vbは低電圧になる。   Incidentally, when the first U-phase switching element Q1 is short-circuited and only the upper arm V-phase switching element Qc is turned on, or when only the upper arm W-phase switching element Qe is turned on. The first neutral line voltage Va becomes an intermediate voltage, and the second neutral line voltage Vb becomes a low voltage.

従って、第1切換回路11の第1V相スイッチング素子Q2が、ショート故障している場合には、上アームV相スイッチング素子Qcのみをオン状態にした時に、第1中性線電圧Vaが高電圧になり、第2中性線電圧Vbが低電圧になることによって、第1V相スイッチング素子Q2がショート故障していると判断することができる。   Therefore, when the first V-phase switching element Q2 of the first switching circuit 11 is short-circuited, the first neutral line voltage Va is a high voltage when only the upper arm V-phase switching element Qc is turned on. Thus, it can be determined that the first V-phase switching element Q2 is short-circuited when the second neutral line voltage Vb becomes a low voltage.

また、第11切換回路11の第1W相スイッチング素子Q3が、ショート故障している場合には、上アームW相スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時に、第1中性線電圧Vaが高電圧になり、第2中性線電圧Vbが低電圧になることによって、第1W相スイッチング素子Q3がショート故障していると判断することができる。   When the first W-phase switching element Q3 of the eleventh switching circuit 11 is short-circuited, the first neutral line voltage Va is a high voltage when only the upper arm W-phase switching element Qe is turned on. Thus, when the second neutral line voltage Vb becomes a low voltage, it can be determined that the first W-phase switching element Q3 is short-circuited.

一方、第2切換回路12の第2U相スイッチング素子Q4が、ショート故障している場合には、上アームU相スイッチング素子Qaのみをオン状態にした時に、第2中性線電圧Vbが高電圧になり、第1中性線電圧Vaが低電圧になることによって、第2U相スイッチング素子Q4がショート故障していると判断することができる。   On the other hand, when the second U-phase switching element Q4 of the second switching circuit 12 is short-circuited, the second neutral line voltage Vb is a high voltage when only the upper arm U-phase switching element Qa is turned on. Thus, when the first neutral line voltage Va becomes a low voltage, it can be determined that the second U-phase switching element Q4 is short-circuited.

また、第2切換回路12の第2V相スイッチング素子Q5が、ショート故障している場合には、上アームV相スイッチング素子Qcのみをオン状態にした時に、第2中性線電圧Vbが高電圧になり、第1中性線電圧Vaが低電圧になることによって、第2V相スイッチング素子Q5がショート故障していると判断することができる。   Further, when the second V-phase switching element Q5 of the second switching circuit 12 is short-circuited, the second neutral line voltage Vb is a high voltage when only the upper arm V-phase switching element Qc is turned on. Thus, when the first neutral line voltage Va becomes low, it can be determined that the second V-phase switching element Q5 is short-circuited.

さらに、第2切換回路12の第2W相スイッチング素子Q6が、ショート故障している場合には、上アームW相スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時に、第2中性線電圧Vbが高電圧になり、第1中性線電圧Vaが低電圧になることによって、第2W相スイッチング素子Q6がショート故障していると判断することができる。   Further, when the second W-phase switching element Q6 of the second switching circuit 12 is short-circuited, the second neutral line voltage Vb is high when only the upper arm W-phase switching element Qe is turned on. Thus, when the first neutral line voltage Va becomes low, it can be determined that the second W-phase switching element Q6 has a short circuit failure.

このことから、システム制御回路5は、第1切換回路11ショート故障と判断した後、上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeのいずれか1つのみをオン状態させて行く。そして、第1中性線電圧Vaが高電圧になっている時にオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相のスイッチング素子Q1〜Q3がショート故障していると特定することができる。   Therefore, after determining that the first switching circuit 11 is short-circuited, the system control circuit 5 turns on only one of the switching elements Qa, Qc, and Qe of the upper arm. Then, it is specified that the switching elements Q1 to Q3 of the phase corresponding to the switching elements Qa, Qc, and Qe that are in the on state when the first neutral line voltage Va is high are in short circuit failure. Can do.

また、システム制御回路5は、第2切換回路12ショート故障と判断した後、上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeのいずれか1つのみをオン状態させて行く。そして、第2中性線電圧Vbが高電圧になっている時にオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相のスイッチング素子Q4〜Q6がショート故障していると特定することができる。   Further, after determining that the second switching circuit 12 is short-circuited, the system control circuit 5 turns on only one of the upper arm switching elements Qa, Qc, and Qe. Then, it is specified that the switching elements Q4 to Q6 of the phase corresponding to the switching elements Qa, Qc, and Qe that are in the on state when the second neutral line voltage Vb is a high voltage have a short circuit failure. Can do.

なお、本実施例の場合、最初に、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfをオフ状態した状態で、ショート故障のあるなし、そして、あった場合には第1切換回路11か第2切換回路12かどうか判断したが、これを省略してもよい。   In this embodiment, first, all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are turned off, there is no short circuit failure, and if there is, the first switching circuit 11 or the second switching circuit 11 Although it has been determined whether or not it is the switching circuit 12, this may be omitted.

即ち、上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeのいずれか1つのみを順番にオン状態させて行く。そして、その1つのみをオン状態した時、第1及び第2切換回路11,12の各スイッチング素子Q1〜Q6が正常であれば、第1中性線電圧Va及び第2中性線電圧Vbは低電圧となる。   That is, only one of the upper arm switching elements Qa, Qc, and Qe is sequentially turned on. If only one of the switching elements Q1 to Q6 of the first and second switching circuits 11 and 12 is normal when only one of them is turned on, the first neutral line voltage Va and the second neutral line voltage Vb. Becomes a low voltage.

また、この時、第1中性線電圧Vaが高電圧であって、第2中性線電圧Vbが低電圧の時には、第1切換回路11であってオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相のスイッチング素子Q1〜Q3がショート故障していると特定することができる。なお、第1中性線電圧Vaが高電圧であって、第2中性線電圧Vbが低電圧の時には、第1切換回路11であってオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相以外のスイッチング素子Q1〜Q3のいずれかがショート故障していると判断することができる。   At this time, when the first neutral line voltage Va is high and the second neutral line voltage Vb is low, the switching element Qa in the first switching circuit 11 is turned on. It can be specified that the switching elements Q1 to Q3 of the phases corresponding to Qc and Qe are short-circuited. When the first neutral line voltage Va is a high voltage and the second neutral line voltage Vb is a low voltage, the switching elements Qa, Qc, Qe which are the first switching circuit 11 and are in the ON state. It can be determined that any one of the switching elements Q1 to Q3 other than the phase corresponding to 1 is short-circuited.

反対に、この時、第2中性線電圧Vbが高電圧であって、第1中性線電圧Vaが低電圧の時には、第2切換回路12であってオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相のスイッチング素子Q4〜Q6がショート故障していると特定することができる。同様に、第2中性線電圧Vbが高電圧であって、第1中性線電圧Vaが低電圧の時には、第2切換回路12であってオン状態になっているスイッチング素子Qa,Qc,Qeに対応する相以外のスイッチング素子Q4〜Q6のいずれかがショート故障していると判断することができる。   On the other hand, at this time, when the second neutral line voltage Vb is a high voltage and the first neutral line voltage Va is a low voltage, the switching element Qa in the second switching circuit 12 is turned on. , Qc, Qe, it can be specified that the switching elements Q4 to Q6 of the phase corresponding to the short-circuit failure. Similarly, when the second neutral line voltage Vb is a high voltage and the first neutral line voltage Va is a low voltage, the switching elements Qa, Qc, It can be determined that any of the switching elements Q4 to Q6 other than the phase corresponding to Qe has a short circuit failure.

そして、システム制御回路5は、各スイッチング素子Q1〜Q6がショート故障していない場合には、その旨を前記外部装置に出力する。また、システム制御回路5は、ショート故障を検出した場合、その特定したショート故障の相のスイッチング素子のデータを外部装置に出力する。   When the switching elements Q1 to Q6 are not short-circuited, the system control circuit 5 outputs a message to that effect to the external device. Further, when the system control circuit 5 detects a short-circuit failure, the system control circuit 5 outputs the data of the switching element of the identified short-circuit failure phase to an external device.

そして、第1又は第2切換回路11,12のスイッチング素子がショート故障した場合、3相交流電動機Mをその故障した第1又は第2切換回路11,12に応じて応急作動をすることができる。   And when the switching element of the 1st or 2nd switching circuit 11 and 12 carries out a short circuit failure, the emergency operation can be carried out according to the 1st or 2nd switching circuit 11 and 12 which the three-phase AC motor M failed. .

つまり、システム制御回路5は、第1又は第2切換回路11,12のスイッチング素子Q1〜Q6のいずれかがショート故障したら、そのショート故障した側の切換回路を通電側にし、正常な切換回路を非通電させることによって、3相交流電動機Mを応急作動させることができる。   That is, when one of the switching elements Q1 to Q6 of the first or second switching circuit 11 or 12 is short-circuited, the system control circuit 5 sets the switching circuit on the short-circuited side to the energized side, and sets a normal switching circuit. By de-energizing, the three-phase AC motor M can be actuated quickly.

(オープン故障検出処理動作)
今、システム制御回路5に図示しない外部装置からオープン故障検出のための指令信号が入力されると、システム制御回路5はオープン故障検出モードとなりオープン故障検出処理動作を実行する。
(Open failure detection processing operation)
If a command signal for detecting an open failure is input to the system control circuit 5 from an external device (not shown), the system control circuit 5 enters an open failure detection mode and executes an open failure detection processing operation.

システム制御回路5は、まず第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3のオープン故障検出処理動作を実行する。
まず、システム制御回路5は、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3をオン状態にするための第1制御信号CT1を第1中性線切換制御回路3に出力する。これによって、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3は、第1駆動回路21からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力されてオン状態となる。
The system control circuit 5 first executes an open failure detection processing operation for each of the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11.
First, the system control circuit 5 outputs a first control signal CT1 for turning on the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 to the first neutral line switching control circuit 3. Accordingly, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned on when the first driving signal SD1 of the high level is output from the first driving circuit 21.

なお、この時、システム制御回路5は、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6をオフ状態にするための第2制御信号CT2を第2中性線切換制御回路4に出力する。これによって、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6は、第2駆動回路22からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力されてオフ状態となる。   At this time, the system control circuit 5 outputs a second control signal CT2 for turning off the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 to the second neutral line switching control circuit 4. Accordingly, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned off when the second driving circuit 22 outputs the low-level second driving signal SD2.

次に、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qaのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。これによって、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみがオン状態となる。   Next, the third control signal CT3 for turning on only the switching element Qa among all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 is output to the inverter control circuit 2. Thereby, only the switching element Qa of the inverter circuit 10 is turned on.

ここで、第1U相スイッチング素子Q1が正常のときにはオン状態になることから、第1中性線電圧Vaは高電圧となる。反対に、第1U相スイッチング素子Q1がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第1中性線電圧Vaは中間電圧以下(スイッチング素子Q2,Q3もオープン故障している場合は低電圧)となる。   Here, since the first U-phase switching element Q1 is in the on state when it is normal, the first neutral line voltage Va becomes a high voltage. On the other hand, since the first U-phase switching element Q1 is turned off when an open failure occurs, the first neutral line voltage Va is equal to or lower than the intermediate voltage (the switching element Q2, Q3 is low when the open failure occurs). Voltage).

なお、第1U相スイッチング素子Q1がオープン故障で、他のスイッチング素子Q2,Q3が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qcのみ、又は、スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時には、第1中性線電圧Vaは高電圧となり、第2中性線電圧Vbは低電圧となる。   When the first U-phase switching element Q1 is an open failure and the other switching elements Q2 and Q3 are normal, the first switching element Qc of the inverter circuit 10 or only the switching element Qe is turned on. The neutral line voltage Va is a high voltage, and the second neutral line voltage Vb is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第1中性線電圧Vaの電圧値を、第1中性線電圧検出回路54からの検出信号に基づいて求めれば、第1U相スイッチング素子Q1のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the first neutral line voltage Va at that time based on the detection signal from the first neutral line voltage detection circuit 54, the open fault of the first U-phase switching element Q1 The presence or absence of can be detected.

また、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qcのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。これによって、インバータ回路10のスイッチング素子Qcのみがオン状態となる。   Further, the third control signal CT3 for turning on only the switching element Qc among all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 is output to the inverter control circuit 2. Thereby, only the switching element Qc of the inverter circuit 10 is turned on.

このとき、第1V相スイッチング素子Q2が正常のときにはオン状態になることから、第1中性線電圧Vaは高電圧となる。反対に、第1V相スイッチング素子Q2がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第1中性線電圧Vaは中間電圧以下(スイッチング素子Q1,Q3もオープン故障している場合は低電圧)となる。   At this time, since the first V-phase switching element Q2 is in the on state when it is normal, the first neutral line voltage Va becomes a high voltage. On the other hand, since the first V-phase switching element Q2 is turned off when an open failure occurs, the first neutral line voltage Va is equal to or lower than the intermediate voltage (the switching element Q1, Q3 is low when the open failure occurs). Voltage).

なお、第1V相スイッチング素子Q2がオープン故障で、他のスイッチング素子Q1,Q3が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみ、又は、スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時には、第1中性線電圧Vaは高電圧となり、第2中性線電圧Vbは低電圧となる。   When the first V-phase switching element Q2 is an open failure and the other switching elements Q1 and Q3 are normal, only the switching element Qa of the inverter circuit 10 or only the switching element Qe is turned on. The neutral line voltage Va is a high voltage, and the second neutral line voltage Vb is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第1中性線電圧Vaの電圧値を、第1中性線電圧検出回路54からの検出信号に基づいて求めれば、第1V相スイッチング素子Q2のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the first neutral line voltage Va at that time based on the detection signal from the first neutral line voltage detection circuit 54, the open fault of the first V-phase switching element Q2 The presence or absence of can be detected.

また、インバータ回路10の全てのスイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qeのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力する。これによって、インバータ回路10のスイッチング素子Qeのみがオン状態となる。   Further, the third control signal CT3 for turning on only the switching element Qe among all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 is output to the inverter control circuit 2. As a result, only the switching element Qe of the inverter circuit 10 is turned on.

このとき、第1W相スイッチング素子Q3が正常のときにはオン状態になることから、第1中性線電圧Vaは高電圧となる。反対に、第1W相スイッチング素子Q3がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第1中性線電圧Vaは中間電圧以下(スイッチング素子Q1,Q2もオープン故障している場合は低電圧)となる。   At this time, since the first W-phase switching element Q3 is in the on state when it is normal, the first neutral line voltage Va becomes a high voltage. On the contrary, since the first W-phase switching element Q3 is turned off when an open failure occurs, the first neutral line voltage Va is equal to or lower than the intermediate voltage (the switching element Q1, Q2 is low when the open failure occurs). Voltage).

なお、第1W相スイッチング素子Q3がオープン故障で、他のスイッチング素子Q1,Q2が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみ、又は、スイッチング素子Qcのみをオン状態にした時には、第1中性線電圧Vaは高電圧となり、第2中性線電圧Vbは低電圧となる。   When the first W-phase switching element Q3 is open and the other switching elements Q1 and Q2 are normal, the first switching element Qa or only the switching element Qc of the inverter circuit 10 is turned on. The neutral line voltage Va is a high voltage, and the second neutral line voltage Vb is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第1中性線電圧Vaの電圧値を、第1中性線電圧検出回路54からの検出信号に基づいて求めれば、第1W相スイッチング素子Q3のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the first neutral line voltage Va at that time based on the detection signal from the first neutral line voltage detection circuit 54, the open failure of the first W-phase switching element Q3 The presence or absence of can be detected.

次に、システム制御回路5は、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6のオープン故障検出処理動作を実行する。
システム制御回路5は、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6をオン状態にするための第2制御信号CT2を第1中性線切換制御回路3に出力する。これによって、第2切換回路12の各スイッチング素子Q4〜Q6は、第2駆動回路22からハイ・レベルの第1駆動信号SD1が出力されてオン状態となる。
Next, the system control circuit 5 executes an open failure detection processing operation for each of the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12.
The system control circuit 5 outputs a second control signal CT2 for turning on the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 to the first neutral line switching control circuit 3. As a result, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned on when the first driving signal SD1 at the high level is output from the second driving circuit 22.

なお、この時、システム制御回路5は、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3をオフ状態にするための第1制御信号CT1を第1中性線切換制御回路3に出力する。これによって、第1切換回路11の各スイッチング素子Q1〜Q3は、第1駆動回路21からロウ・レベルの第2駆動信号SD2が出力されてオフ状態となる。   At this time, the system control circuit 5 outputs a first control signal CT1 for turning off the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 to the first neutral line switching control circuit 3. As a result, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned off when the low-level second driving signal SD2 is output from the first driving circuit 21.

次に、前記と同様に、システム制御回路5は、スイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qaのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力し、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみをオン状態にする。   Next, similarly to the above, the system control circuit 5 outputs the third control signal CT3 for turning on only the switching element Qa among the switching elements Qa to Qf to the inverter control circuit 2, and the inverter circuit 10 Only the switching element Qa is turned on.

ここで、第2U相スイッチング素子Q4が正常のときにはオン状態になることから、第2中性線電圧Vbは高電圧となる。反対に、第2U相スイッチング素子Q4がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第2中性線電圧Vbは中間電圧以下(スイッチング素子Q5,Q6もオープン故障している場合は低電圧)となる。   Here, since the second U-phase switching element Q4 is in the on state when it is normal, the second neutral line voltage Vb becomes a high voltage. On the other hand, when the second U-phase switching element Q4 has an open failure, it is turned off, so the second neutral voltage Vb is equal to or lower than the intermediate voltage (if the switching elements Q5 and Q6 also have an open failure, it is low. Voltage).

なお、第2U相スイッチング素子Q4がオープン故障で、他のスイッチング素子Q5,Q6が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qcのみ、又は、スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時には、第2中性線電圧Vbは高電圧となり、第1中性線電圧Vaは低電圧となる。   When the second U-phase switching element Q4 has an open failure and the other switching elements Q5 and Q6 are normal, when the switching element Qc of the inverter circuit 10 or only the switching element Qe is turned on, the second The neutral line voltage Vb is a high voltage, and the first neutral line voltage Va is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第2中性線電圧Vbの電圧値を、第2中性線電圧検出回路55からの検出信号に基づいて求めれば、第2U相スイッチング素子Q4のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the second neutral line voltage Vb at that time based on the detection signal from the second neutral line voltage detection circuit 55, the open fault of the second U-phase switching element Q4 The presence or absence of can be detected.

また、システム制御回路5は、スイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qcのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力し、インバータ回路10のスイッチング素子Qcのみをオン状態にする。   Further, the system control circuit 5 outputs a third control signal CT3 for turning on only the switching element Qc among the switching elements Qa to Qf to the inverter control circuit 2, and only the switching element Qc of the inverter circuit 10 is output. Turn on.

このとき、第2V相スイッチング素子Q5が正常のときにはオン状態になることから、第2中性線電圧Vbは高電圧となる。反対に、第2V相スイッチング素子Q5がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第2中性線電圧Vbは中間電圧以下(スイッチング素子Q4,Q6もオープン故障している場合は低電圧)となる。   At this time, since the second V-phase switching element Q5 is in the on state when it is normal, the second neutral line voltage Vb becomes a high voltage. On the contrary, since the second V-phase switching element Q5 is turned off when an open failure occurs, the second neutral line voltage Vb is equal to or lower than the intermediate voltage (the switching element Q4, Q6 is low when the open failure occurs). Voltage).

なお、第2V相スイッチング素子Q5がオープン故障で、他のスイッチング素子Q4,Q6が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみ、又は、スイッチング素子Qeのみをオン状態にした時には、第2中性線電圧Vbは高電圧となり、第1中性線電圧Vaは低電圧となる。   When the second V-phase switching element Q5 has an open failure and the other switching elements Q4 and Q6 are normal, when the switching element Qa of the inverter circuit 10 alone or only the switching element Qe is turned on, the second The neutral line voltage Vb is a high voltage, and the first neutral line voltage Va is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第2中性線電圧Vbの電圧値を、第2中性線電圧検出回路55からの検出信号に基づいて求めれば、第2V相スイッチング素子Q5のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the second neutral line voltage Vb at that time based on the detection signal from the second neutral line voltage detection circuit 55, the open fault of the second V-phase switching element Q5. The presence or absence of can be detected.

また、システム制御回路5は、スイッチング素子Qa〜Qfのうちのスイッチング素子Qeのみをオン状態にするための第3制御信号CT3をインバータ制御回路2に出力し、インバータ回路10のスイッチング素子Qeのみをオン状態にする。   Further, the system control circuit 5 outputs a third control signal CT3 for turning on only the switching element Qe among the switching elements Qa to Qf to the inverter control circuit 2, and only the switching element Qe of the inverter circuit 10 is output. Turn on.

このとき、第2W相スイッチング素子Q6が正常のときにはオン状態になることから、第2中性線電圧Vbは高電圧となる。反対に、第2W相スイッチング素子Q6がオープン故障をしているときにはオフ状態になることから、第2中性線電圧Vbは中間電圧以下(スイッチング素子Q4,Q5もオープン故障している場合は低電圧)となる。   At this time, since the second W-phase switching element Q6 is in the on state when it is normal, the second neutral line voltage Vb becomes a high voltage. On the other hand, since the second W-phase switching element Q6 is turned off when an open failure occurs, the second neutral line voltage Vb is equal to or lower than the intermediate voltage (the switching element Q4, Q5 is low when the open failure occurs). Voltage).

なお、第2W相スイッチング素子Q6がオープン故障で、他のスイッチング素子Q4,Q5が正常な場合に、インバータ回路10のスイッチング素子Qaのみ、又は、スイッチング素子Qcのみをオン状態にした時には、第2中性線電圧Vbは高電圧となり、第1中性線電圧Vaは低電圧となる。   When the second W-phase switching element Q6 is an open failure and the other switching elements Q4 and Q5 are normal, when the switching element Qa of the inverter circuit 10 alone or only the switching element Qc is turned on, the second The neutral line voltage Vb is a high voltage, and the first neutral line voltage Va is a low voltage.

従って、システム制御回路5は、その時の第2中性線電圧Vbの電圧値を、第2中性線電圧検出回路55からの検出信号に基づいて求めれば、第1W相スイッチング素子Q3のオープン故障の有無が検出できる。   Therefore, if the system control circuit 5 obtains the voltage value of the second neutral line voltage Vb at that time based on the detection signal from the second neutral line voltage detection circuit 55, the open failure of the first W-phase switching element Q3 The presence or absence of can be detected.

そして、システム制御回路5は、各スイッチング素子Q1〜Q6がオープン故障していない場合には、その旨を前記外部装置に出力する。また、システム制御回路5は、オープン故障を検出した場合、そのオープン故障しているスイッチング素子のデータを外部装置に出力する。   When the switching elements Q1 to Q6 do not have an open failure, the system control circuit 5 outputs a message to that effect to the external device. Further, when the system control circuit 5 detects an open failure, the system control circuit 5 outputs data of the switching element having the open failure to an external device.

そして、第1又は第2切換回路11,12のスイッチング素子がオープン故障した場合、3相交流電動機Mをその故障した第1又は第2切換回路11,12に応じて応急作動をすることができる。   And when the switching element of the 1st or 2nd switching circuit 11 and 12 has an open failure, the three-phase AC motor M can perform an emergency operation according to the failed 1st or 2nd switching circuit 11 and 12. .

つまり、システム制御回路5は、第1又は第2切換回路11,12のスイッチング素子Q1〜Q6がオープン故障したら、オープン故障した側の切換回路を非通電側にし、正常な切換回路を通電させることによって、3相交流電動機Mを応急作動させることができる。   That is, when the switching elements Q1 to Q6 of the first or second switching circuits 11 and 12 have an open failure, the system control circuit 5 sets the switching circuit on the open failure side to the non-energized side and energizes the normal switching circuit. Thus, the three-phase AC electric motor M can be operated quickly.

次に、上記のように構成した巻線切換装置1の効果について以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、3相交流電動機Mは、巻線構造を高速回転用巻線HSと低速回転用巻線LSとに切り換える第1及び第2切換回路11,12に設けたスイッチング素子Q1〜Q6のショート故障及びオープン故障を検出することができる。
Next, the effect of the winding switching device 1 configured as described above will be described below.
(1) According to the present embodiment, the three-phase AC motor M is provided in the first and second switching circuits 11 and 12 for switching the winding structure between the high-speed rotation winding HS and the low-speed rotation winding LS. Short faults and open faults of the switching elements Q1 to Q6 can be detected.

これによって、第1又は第2切換回路11,12のスイッチング素子がショート故障又はオープン故障した場合、3相交流電動機Mをその故障した第1又は第2切換回路11,12に応じて応急作動をすることができる。   As a result, when the switching element of the first or second switching circuit 11 or 12 is short-circuited or opened, the three-phase AC motor M is activated according to the first or second switching circuit 11 or 12 that has failed. can do.

つまり、スイッチング素子がショート故障したら、ショート故障した側の切換回路を通電側にし、正常な切換回路を非通電させることによって、3相交流電動機Mを応急作動させることができる。   That is, when the switching element is short-circuited, the three-phase AC motor M can be operated quickly by setting the switching circuit on the short circuit side to the energizing side and de-energizing the normal switching circuit.

また、スイッチング素子がオープン故障したら、オープン故障した側の切換回路を非通電側にし、正常な切換回路を通電させることによって、3相交流電動機Mを応急作動させることができる。   Further, when the switching element has an open failure, the three-phase AC motor M can be operated in an emergency by setting the switching circuit on the open failure side to the non-energized side and energizing the normal switching circuit.

(2)本実施形態によれば、インバータ回路10のスイッチング素子Qa〜Qfを全てオフ制御し、各スイッチング素子Q1〜Q6オフ状態にする。そして、その時の第1中性線電圧Va(第2中性線電圧Vb)を検出するだけで、スイッチング素子Q1〜Q6のいずれかがショート故障しているかの有無を検出することができる。   (2) According to the present embodiment, all the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are controlled to be turned off so that the switching elements Q1 to Q6 are turned off. Then, only by detecting the first neutral line voltage Va (second neutral line voltage Vb) at that time, it is possible to detect whether or not any of the switching elements Q1 to Q6 is short-circuited.

しかも、スイッチング素子Q1〜Q6のいずれかがショート故障している場合、インバータ回路10のスイッチング素子Qa〜Qfのうちの上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeを、順次オン動作させる。そして、その時の第1中性線電圧Va(第2中性線電圧Vb)を検出するだけで、スイッチング素子Q1〜Q6うちどのスイッチング素子がショート故障しているかを検出することができる。   In addition, when any of the switching elements Q1 to Q6 is short-circuited, the switching elements Qa, Qc, and Qe of the upper arm among the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are sequentially turned on. Then, only by detecting the first neutral line voltage Va (second neutral line voltage Vb) at that time, it is possible to detect which of the switching elements Q1 to Q6 has a short circuit failure.

(3)本実施形態によれば、第2切換回路12のスイッチング素子Q4〜Q6をオフ状態にする。そして、第1切換回路11のスイッチング素子Q1〜Q3をオン状態にして、インバータ回路10のスイッチング素子Qa〜Qfのうちの上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeを、順次オン動作させる。そして、その時の第1中性線電圧Vaを検出するだけで、スイッチング素子Q1〜Q3うちどのスイッチング素子がオープン故障しているかどうかの検出することができる。   (3) According to the present embodiment, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned off. Then, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned on, and the switching elements Qa, Qc, and Qe of the upper arm among the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are sequentially turned on. Then, by detecting only the first neutral line voltage Va at that time, it is possible to detect which switching element among the switching elements Q1 to Q3 has an open failure.

また、第1切換回路11のスイッチング素子Q1〜Q3をオフ状態にする。そして、第2切換回路12のスイッチング素子Q4〜Q6をオン状態にして、インバータ回路10のスイッチング素子Qa〜Qfのうちの上アームのスイッチング素子Qa,Qc,Qeを、順次オン動作させる。そして、その時の第2中性線電圧Vbを検出するだけで、スイッチング素子Q4〜Q6うちどのスイッチング素子がオープン故障しているかどうかの検出することができる。   Further, the switching elements Q1 to Q3 of the first switching circuit 11 are turned off. Then, the switching elements Q4 to Q6 of the second switching circuit 12 are turned on, and the switching elements Qa, Qc, and Qe of the upper arm among the switching elements Qa to Qf of the inverter circuit 10 are sequentially turned on. Then, only by detecting the second neutral line voltage Vb at that time, it is possible to detect which of the switching elements Q4 to Q6 has an open failure.

(4)本実施形態によれば、各相の受電端子Tu,Tv,Twにそれぞれ接続したプルアップ抵抗Rpuとプルダウン抵抗Rpdよりなる直列回路と、第1及び第2中性線NL1,NL2とグランド間に接続した第1及び第2電圧検出用抵抗とからなる簡単な回路構成で、ショート故障及びオープン故障が検出できる。   (4) According to the present embodiment, the series circuit including the pull-up resistor Rpu and the pull-down resistor Rpd connected to the power receiving terminals Tu, Tv, Tw of each phase, the first and second neutral lines NL1, NL2, A short circuit failure and an open failure can be detected with a simple circuit configuration including the first and second voltage detection resistors connected between the grounds.

1…巻線切換装置、2…インバータ制御回路、3…第1中性線切換制御回路、4…第2中性線切換回路、5…システム制御回路、6…回転数検出器、10…インバータ回路、11…第1切換回路、12…第2切換回路、21…第1駆動回路、21a…第1アンプ、21b…第1論理回路、22…第2駆動回路、22a…第2アンプ、22b…第2論理回路、31…第1動作電源回路、32…第2動作電源回路、40…昇圧回路(直流電圧昇圧回路)、41,42…第1及び第2定電圧回路(定電圧回路)、43,44…第1及び第2昇圧回路(動作電圧昇圧回路)、51…U相受電端子電圧検出回路、52…V相受電端子電圧検出回路、53…W相受電端子電圧検出回路、54…第1中性線電圧検出回路、55…第2中性線電圧検出回路、M…3相交流電動機、G…直流電源、D…ボディーダイオード、U1…第1U相巻線、U2…第2U相巻線、V1…第1V相巻線、V2…第2V相巻線、W1…第1W相巻線、W2…第2W相巻線、U1a,U2a,V1a,V2a,W1a,W2a…引出始端部、U1b,U2b,V1b,V2b,W1b,W2b…引出終端部、Tu,Tv,Tw…受電端子、Tu1,Tv1,Tw1…接続端子(接続部、第1中性線用端子)、Tu2,Tv2,Tw2…外部端子(第2中性線用端子)、Qa…上アームU相スイッチング素子(上アームスイッチング素子)、Qb…下アームU相スイッチング素子(下アームスイッチング素子)、Qc…上アームV相スイッチング素子(上アームスイッチング素子)、Qd…下アームV相スイッチング素子(下アームスイッチング素子)、Qe…上アームW相スイッチング素子(上アームスイッチング素子)、Qf…下アームW相スイッチング素子(下アームスイッチング素子)、Q1…第1U相スイッチング素子(第1切換スイッチング素子)、Q2…第1V相スイッチング素子(第1切換スイッチング素子)、Q3…第1W相スイッチング素子(第1切換スイッチング素子)、Q4…第2U相スイッチング素子(第2切換スイッチング素子)、Q5…第2V相スイッチング素子(第2切換スイッチング素子)、Q6…第2W相スイッチング素子(第2切換スイッチング素子)、R1〜R9,R11〜R19…抵抗、D1〜D6…ダイオード、TD1〜TD6…ツェナーダイオード、NL1,NL2…第1及び第2中性線、HS…高速回転用巻線、LS…低速回転用巻線、Ca,Cb…第1及び第2充電コンデンサ、Ra,Rb…第1及び第2抵抗、Da,Db…第1及び第2ダイオード、TDa、TDb…第1及び第2ツェナーダイオード、Tp1,Tp2…プラス端子、Tn1,Tn2…マイナス端子、S1〜S6…駆動信号、SD1,SD2…第1及び第2駆動信号、CT1〜CT3…第1〜第3制御信号、Vdd…直流電圧、Vd1…第1動作電圧、Vd2…第2動作電圧、Vu,Vv,Vw…3相交流電源、Q1〜Q6…MOSトランジスタ、Q11…第1MOSトランジスタ、Q12…第2MOSトランジスタ、Rpu…プルアップ抵抗、Rpd…プルダウン抵抗、Rz1,Rz2…第1及び第2電圧検出抵抗、N1,N2,N3,N4,N5,N6,Na,Nb,Nc…接続点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Winding switching apparatus, 2 ... Inverter control circuit, 3 ... 1st neutral wire switching control circuit, 4 ... 2nd neutral wire switching circuit, 5 ... System control circuit, 6 ... Speed detector, 10 ... Inverter Circuit 11 11 First switching circuit 12 Second switching circuit 21 First driving circuit 21 a First amplifier 21 b First logic circuit 22 Second driving circuit 22 a Second amplifier 22 b 2nd logic circuit, 31 ... 1st operation power supply circuit, 32 ... 2nd operation power supply circuit, 40 ... Booster circuit (DC voltage booster circuit), 41, 42 ... 1st and 2nd constant voltage circuit (constant voltage circuit) , 43, 44... First and second booster circuits (operating voltage booster circuit), 51... U phase power receiving terminal voltage detection circuit, 52... V phase power receiving terminal voltage detection circuit, 53. ... 1st neutral wire voltage detection circuit, 55 ... 2nd neutral wire voltage detection circuit, M 3-phase AC motor, G ... DC power supply, D ... body diode, U1 ... first U-phase winding, U2 ... second U-phase winding, V1 ... first V-phase winding, V2 ... second V-phase winding, W1 ... first 1W-phase winding, W2 ... 2nd W-phase winding, U1a, U2a, V1a, V2a, W1a, W2a ... drawer start end, U1b, U2b, V1b, V2b, W1b, W2b ... drawer termination, Tu, Tv, Tw ... Receiving terminal, Tu1, Tv1, Tw1 ... Connection terminal (connection part, first neutral wire terminal), Tu2, Tv2, Tw2 ... External terminal (second neutral wire terminal), Qa ... Upper arm U-phase switching Element (upper arm switching element), Qb ... Lower arm U phase switching element (lower arm switching element), Qc ... Upper arm V phase switching element (upper arm switching element), Qd ... Lower arm V phase switching element Lower arm switching element), Qe ... Upper arm W phase switching element (upper arm switching element), Qf ... Lower arm W phase switching element (lower arm switching element), Q1 ... First U phase switching element (first switching switching element) , Q2 ... first V-phase switching element (first switching switching element), Q3 ... first W-phase switching element (first switching switching element), Q4 ... second U-phase switching element (second switching switching element), Q5 ... second V Phase switching element (second switching switching element), Q6 ... 2nd W phase switching element (second switching switching element), R1 to R9, R11 to R19 ... resistance, D1 to D6 ... diode, TD1 to TD6 ... Zener diode, NL1 , NL2 ... first and second neutral wires, HS ... winding for high-speed rotation LS ... winding for low speed rotation, Ca, Cb ... first and second charging capacitors, Ra, Rb ... first and second resistors, Da, Db ... first and second diodes, TDa, TDb ... first and Second Zener Diode, Tp1, Tp2 ... Plus Terminal, Tn1, Tn2 ... Minus Terminal, S1-S6 ... Drive Signal, SD1, SD2 ... First and Second Drive Signals, CT1-CT3 ... First to Third Control Signals, Vdd ... DC voltage, Vd1 ... first operating voltage, Vd2 ... second operating voltage, Vu, Vv, Vw ... 3-phase AC power supply, Q1-Q6 ... MOS transistor, Q11 ... first MOS transistor, Q12 ... second MOS transistor, Rpu ... Pull-up resistor, Rpd ... Pull-down resistor, Rz1, Rz2 ... First and second voltage detection resistors, N1, N2, N3, N4, N5, N6, Na, Nb, Nc ... Connection point.

Claims (11)

各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、
直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、
前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、
前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路と
からなり、
第1ダイオードと第1充電コンデンサとの直列回路を、前記直流電源と前記第1中性線との間に接続し、前記直流電源の直流電圧を前記第1充電コンデンサに充電し、その充電電圧を、前記第1駆動回路に動作電圧として印加する第1動作電源回路と、
第2ダイオードと第2充電コンデンサとの直列回路を、前記直流電源と前記第2中性線との間に接続し、前記直流電源の直流電圧を前記第2充電コンデンサに充電し、その充電電圧を、前記第2駆動回路に動作電圧として印加する第2動作電源回路と
を設けており、
3相交流電動機の駆動中において前記第1中性線用端子と前記第1中性線とが非接続状態であって且つ前記第2中性線用端子と前記第2中性線とが接続状態であるとき、前記第2中性線の第2中性線電圧が前記直流電源の直流電圧未満となる場合に、該第2中性線電圧が直流電源の直流電圧未満となることによって、前記直流電源から前記第2動作電源回路の前記直列回路を介して前記第2中性線へ向かう電流経路が形成されて前記第2充電コンデンサが前記直流電源の直流電圧にて充電され、
3相交流電動機の駆動中において前記第1中性線用端子と前記第1中性線とが接続状態であって且つ前記第2中性線用端子と前記第2中性線とが非接続状態であるとき、前記第1中性線の第1中性線電圧が前記直流電源の直流電圧未満となる場合に、該第1中性線電圧が直流電源の直流電圧未満となることによって、前記直流電源から前記第1動作電源回路の前記直列回路を介して前記第1中性線へ向かう電流経路が形成されて前記第1充電コンデンサが前記直流電源の直流電圧にて充電される3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
Each phase winding is composed of a first winding and a second winding, a power receiving terminal is provided at the leading end of the first winding, a leading end of the first winding, and a leading start of the second winding. A three-phase AC motor provided with a first neutral wire terminal at the connecting portion and a second neutral wire terminal at the leading end portion of the second winding;
A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor;
A first switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each first switching element operates based on a first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the first neutral wire terminal and the first neutral wire;
A second switching element is provided for each second neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each second switching element operates based on a second drive signal from the second drive circuit. And a second switching circuit for connecting / disconnecting the second neutral wire terminal and the second neutral wire,
A series circuit of a first diode and a first charging capacitor is connected between the DC power source and the first neutral line, and a DC voltage of the DC power source is charged to the first charging capacitor, and the charging voltage A first operating power supply circuit that applies an operating voltage to the first driving circuit;
A series circuit of a second diode and a second charging capacitor is connected between the DC power source and the second neutral line, and the DC voltage of the DC power source is charged to the second charging capacitor, and the charging voltage And a second operation power supply circuit for applying an operation voltage to the second drive circuit,
During the driving of the three-phase AC motor, the first neutral wire terminal and the first neutral wire are in a disconnected state, and the second neutral wire terminal and the second neutral wire are connected. When the second neutral wire voltage of the second neutral wire is less than the DC voltage of the DC power source when the state is, the second neutral wire voltage is less than the DC voltage of the DC power source, A current path from the DC power source to the second neutral line through the series circuit of the second operating power supply circuit is formed, and the second charging capacitor is charged with a DC voltage of the DC power source;
During the driving of the three-phase AC motor, the first neutral wire terminal and the first neutral wire are in a connected state, and the second neutral wire terminal and the second neutral wire are not connected. When the first neutral wire voltage of the first neutral wire is less than the DC voltage of the DC power source when the state is, the first neutral wire voltage is less than the DC voltage of the DC power source, A three-phase circuit in which a current path from the DC power source to the first neutral line through the series circuit of the first operating power supply circuit is formed and the first charging capacitor is charged with a DC voltage of the DC power source. Winding switching device for AC motors.
請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、
前記第1切換回路に設けた各第1切換スイッチング素子は、ボディーダイオードを備えた第1MOSトランジスタであり、
前記第2切換回路に設けた各第2切換スイッチング素子は、ボディーダイオードを備えた第2MOSトランジスタであり、
前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子をオフさせるとともに、下アームスイッチング素子の少なくとも1つをオンさせて、前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサを充電させる制御回路を設けたことを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
In the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to claim 1 ,
Each first switching element provided in the first switching circuit is a first MOS transistor including a body diode,
Each second switching element provided in the second switching circuit is a second MOS transistor including a body diode,
All upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit are turned off, and at least one of the lower arm switching elements is turned on to charge the first and second charging capacitors of the first and second operating power supply circuits. A winding switching device provided in a three-phase AC motor, wherein a control circuit is provided.
請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、
前記制御回路は、前記3相交流電動機を駆動する前に、前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子をオフさせるとともに、下アームスイッチング素子の少なくとも1つをオンさせるものであることを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
In the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to claim 2 ,
The control circuit turns off all upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit and turns on at least one of the lower arm switching elements before driving the three-phase AC motor. The winding switching device provided in the three-phase AC motor.
請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、
前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサに、それぞれ定電圧回路を設けたことを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
In the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of claims 1 to 3 ,
A winding switching device provided in a three-phase AC motor, wherein a constant voltage circuit is provided in each of the first and second charging capacitors of the first and second operating power supply circuits.
請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、
前記直流電源の直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧回路を設け、
その直流電圧昇圧回路の昇圧電圧を前記第1及び第2動作電源回路に印加するようにしたことを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
In the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of claims 1 to 4 ,
A DC voltage booster circuit for boosting the DC voltage of the DC power supply is provided,
A winding switching device provided in a three-phase AC motor, wherein the boosted voltage of the DC voltage booster circuit is applied to the first and second operating power supply circuits.
請求項のいずれか1つに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置において、
前記第1及び第2動作電源回路の第1及び第2充電コンデンサの充電電圧を、それぞれ昇圧する動作電圧昇圧回路を設けたことを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置。
In the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to any one of claims 1 to 3 ,
A winding switching device provided in a three-phase AC motor, wherein an operating voltage boosting circuit is provided for boosting the charging voltages of the first and second charging capacitors of the first and second operating power supply circuits, respectively.
各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、
直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、
前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、
前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路と
からなる3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法であって、
前記各相の受電端子に、それぞれ直列回路よりなるプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の接続点を接続し、前記プルアップ抵抗の他端を前記直流電源に接続するとともに、前記プルダウン抵抗の他端をグランドに接地し、
前記第1中性線を、第1電圧検出用抵抗を介して接地するとともに、前記第2中性線を、第2電圧検出用抵抗を介してグランドに接地し、
前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子及び全ての下アームスイッチング素子をオフさせるとともに、前記第1及び第2切換回路の全第1及び第2切換スイッチング素子をオフ状態にした時に、第1中性線又は第2中性線のいずれか一方の電圧が中間電圧の時、中間電圧になった側の切換回路の切換スイッチング素子のいずれかがショート故障していると判断し、第1及び第2中性線の電圧が中間電圧より低い低電圧の時、全第1及び第2切換スイッチング素子がショート故障していないと判断することを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法。
Each phase winding is composed of a first winding and a second winding, a power receiving terminal is provided at the leading end of the first winding, a leading end of the first winding, and a leading start of the second winding. A three-phase AC motor provided with a first neutral wire terminal at the connecting portion and a second neutral wire terminal at the leading end portion of the second winding;
A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor;
A first switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each first switching element operates based on a first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the first neutral wire terminal and the first neutral wire;
A second switching element is provided for each second neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each second switching element operates based on a second drive signal from the second drive circuit. Detection of a short circuit failure of the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor comprising the second switching circuit for connecting / disconnecting the second neutral wire terminal and the second neutral wire. A method,
A connection point of a pull-up resistor and a pull-down resistor each consisting of a series circuit is connected to the power receiving terminal of each phase, the other end of the pull-up resistor is connected to the DC power supply, and the other end of the pull-down resistor is grounded To ground,
The first neutral wire is grounded via a first voltage detection resistor, and the second neutral wire is grounded via a second voltage detection resistor,
When all the upper arm switching elements and all the lower arm switching elements of the three-phase inverter circuit are turned off, and all the first and second switching switching elements of the first and second switching circuits are turned off, When one of the first neutral line and the second neutral line is an intermediate voltage, it is determined that one of the switching elements of the switching circuit on the side of the intermediate voltage has a short circuit failure, and the first When the voltage of the second neutral line is a low voltage lower than the intermediate voltage, it is determined that all the first and second switching elements are not short-circuited. A method for detecting a short circuit failure in a switching element of a switching device.
請求項に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法において、
前記第1又は第2切換回路の前記第1又は第2切換スイッチング素子のいずれかがショート故障していると判断した時、
前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第1及び第2中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、ショート故障と判断された切換回路であってその時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の切換スイッチング素子がショート故障していると判断することを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法。
In the short fault detection method of the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to claim 7 ,
When it is determined that one of the first or second switching elements of the first or second switching circuit is short-circuited,
Only the upper arm switching elements of any one of the upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit are sequentially turned on, and the voltages of the first and second neutral lines become higher than the intermediate voltage. A three-phase AC motor characterized in that it is determined that the switching circuit of the phase corresponding to the upper arm switching element that is turned on at that time is a short circuit fault. A method for detecting a short circuit failure in a switching element of a winding switching device provided in the above.
請求項又はに記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法において、
前記第1及び第2切換回路に設けた各第1及び第2切換スイッチング素子は、MOSト
ランジスタであることを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のショート故障検出方法。
In the short circuit fault detection method of the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor according to claim 7 or 8 ,
Each of the first and second switching elements provided in the first and second switching circuits is a MOS transistor, and detection of a short circuit failure in the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor Method.
各相の巻線がそれぞれ第1巻線と第2巻線とからなり、第1巻線の引出始端部に受電端子を、第1巻線の引出終端部と第2巻線の引出始端部との接続部に第1中性線用端子を、第2巻線の引出終端部に第2中性線用端子を、それぞれ設けた3相交流電動機と、
直流電源の直流電圧を入力し3相交流電源に変換し、その3相交流電源を3相交流電動機の対応する相の受電端子にそれぞれ印加する3相インバータ回路と、
前記3相交流電動機の各相の第1中性線用端子毎に第1切換スイッチング素子が設けられ、第1駆動回路からの第1駆動信号に基づいて前記各第1切換スイッチング素子が動作して、第1中性線用端子と第1中性線とを接続・非接続状態にする第1切換回路と、
前記3相交流電動機の各相の第2中性線用端子毎に第2切換スイッチング素子が設けられ、第2駆動回路からの第2駆動信号に基づいて前記各第2切換スイッチング素子が動作して、第2中性線用端子と第2中性線とを接続・非接続状態にする第2切換回路と
からなる3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法であって、
前記各相の受電端子に、それぞれ直列回路よりなるプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の接続点を接続し、前記プルアップ抵抗の他端を前記直流電源に接続するとともに、前記プルダウン抵抗の他端をグランドに接地し、
前記第1中性線を、第1電圧検出用抵抗を介して接地するとともの、前記第2中性線を、第2電圧検出用抵抗を介してグランドに接地し、
前記第1切換回路の第1切換スイッチング素子のオープン故障を検出する場合、
前記第1切換回路の全第1切換スイッチング素子をオン状態にし、前記第2切換回路の全ての第2切換スイッチング素子をオフ状態にして、
前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第1中性線の電圧が中間電圧以下になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第1切換スイッチング素子はオープン故障していると判断し、前記第1中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第1切換スイッチング素子はオープン故障してないと判断し、
前記第2切換回路の第2切換スイッチング素子のオープン故障を検出する場合、
前記第2切換回路の全ての第2切換スイッチング素子をオン状態にし、前記第1切換回路の全第1切換スイッチング素子をオフ状態にして、
前記3相インバータ回路の全ての上アームスイッチング素子のいずれか1つの相の上アームスイッチング素子のみを順次オンさせて、前記第2中性線の電圧が中間電圧以下になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第2切換スイッチング素子はオープン故障していると判断し、前記第2中性線の電圧が中間電圧より高い高電圧になった時、その時のオンされている上アームスイッチング素子に対応する相の前記第2切換スイッチング素子はオープン故障してないと判断することを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法。
Each phase winding is composed of a first winding and a second winding, a power receiving terminal is provided at the leading end of the first winding, a leading end of the first winding, and a leading start of the second winding. A three-phase AC motor provided with a first neutral wire terminal at the connecting portion and a second neutral wire terminal at the leading end portion of the second winding;
A three-phase inverter circuit that inputs a DC voltage of a DC power source, converts the DC voltage into a three-phase AC power source, and applies the three-phase AC power source to a power receiving terminal of a corresponding phase of the three-phase AC motor;
A first switching element is provided for each first neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each first switching element operates based on a first drive signal from the first drive circuit. A first switching circuit for connecting / disconnecting the first neutral wire terminal and the first neutral wire;
A second switching element is provided for each second neutral wire terminal of each phase of the three-phase AC motor, and each second switching element operates based on a second drive signal from the second drive circuit. Open failure detection of the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor comprising the second switching circuit for connecting / disconnecting the second neutral wire terminal and the second neutral wire to each other A method,
A connection point of a pull-up resistor and a pull-down resistor each consisting of a series circuit is connected to the power receiving terminal of each phase, the other end of the pull-up resistor is connected to the DC power supply, and the other end of the pull-down resistor is grounded To ground,
The first neutral wire is grounded via a first voltage detection resistor, and the second neutral wire is grounded via a second voltage detection resistor,
When detecting an open failure of the first switching element of the first switching circuit,
All the first switching elements of the first switching circuit are turned on, all the second switching elements of the second switching circuit are turned off,
When only the upper arm switching element of any one phase of all the upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit is sequentially turned on and the voltage of the first neutral line becomes equal to or lower than the intermediate voltage, It is determined that the first switching switching element of the phase corresponding to the upper arm switching element that has been operated is open-failed, and when the voltage of the first neutral line becomes higher than the intermediate voltage, Determining that the first switching switching element of the phase corresponding to the upper arm switching element being turned on does not have an open failure;
When detecting an open failure of the second switching element of the second switching circuit,
All the second switching elements of the second switching circuit are turned on, all the first switching elements of the first switching circuit are turned off,
When only the upper arm switching element of any one phase of all the upper arm switching elements of the three-phase inverter circuit is sequentially turned on and the voltage of the second neutral line becomes equal to or lower than the intermediate voltage, It is determined that the second switching switching element of the phase corresponding to the upper arm switching element that has been operated is open-failed, and when the voltage of the second neutral line becomes higher than the intermediate voltage, Opening the switching switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor, wherein it is determined that the second switching switching element of the phase corresponding to the upper arm switching element that is turned on does not have an open failure. Fault detection method.
請求項1に記載の3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法において、
前記第1及び第2切換回路に設けた各第1及び第2切換スイッチング素子は、MOSトランジスタであることを特徴とする3相交流電動機に備えた巻線切換装置の切換スイッチング素子のオープン故障検出方法。
In open failure detection method of the switching the switching element of the winding switching device provided in the 3-phase AC motor according to claim 1 0,
Each of the first and second switching elements provided in the first and second switching circuits is a MOS transistor, and an open fault detection of the switching element of the winding switching device provided in the three-phase AC motor is provided. Method.
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