功率转换装置的制作方法

1.本技术涉及功率转换装置。


背景技术：

2.使用开关元件将直流电流转换为交流电流，还相反地将交流电流转换为直流电流的功率转换装置。该功率变换装置也称为逆变器，将从直流电源的正极侧向负载提供电流的正极侧开关电路称为上侧桥臂，将从负载向直流电源的负极侧引入电流的负极侧开关电路称为下侧桥臂。另外，将上侧桥臂和下侧桥臂串联连接而成的桥臂称为臂部。
3.作为功率转换装置的用途，例如能例举多相交流电动机的控制。存在一种方法，在上述的各个臂部中发生了异常时，为了继续控制多相交流电动机，通过准备备用的冗余臂来保持功率转换装置的功能。
4.设置与多相逆变器的各相臂部相对应的冗余臂，当在多相逆变器的臂部发生故障时，用冗余臂代替。由此，在专利文献1中公开了一种作为电动机控制装置的功率转换装置，该功率转换装置不将多相逆变器的指令值从正常时变更而继续进行电动机的驱动控制。
5.然而，在专利文献1公开的技术中，由于一个冗余臂对应于所有的各相臂部，所以从电动机的线圈绕组端子到冗余臂的布线交叉，布线变得复杂。与此同时，由于冗余臂到各相臂部的连接目标错误，有可能连接到非故障相的臂部。
6.此外，当电源具有高电压时，由于需要确保绝缘距离，所以从电动机的线圈绕组端子到冗余臂的布线所需的空间变大，并且作为电动机控制装置的功率转换装置的小型化变得困难。另外，还可能发生从冗余臂到电动机的各线圈绕组的布线阻抗变大，作为电动机控制装置的功率转换装置的发热、辐射噪声增加、电动机的线圈绕组间电流的干扰。
7.特别是在用于驱动上侧桥臂和下侧桥臂的栅极驱动电路中，栅极驱动信号的连接目标必须从有异常的臂部切换到冗余臂。为了实现这一点，需要将所有相位的臂部的栅极驱动信号布线走线到冗余臂上。因此，布线变得复杂，并且各个布线的长度也不同。即由于到各相的正常的臂部的栅极驱动布线的长度与到冗余臂的栅极驱动布线的长度不同，所以会发生冗余臂的栅极上升时间和下降时间变长，并且由于伴随冗余臂的开关而产生的损耗会导致效率降低和发热变大的问题。现有技术文献专利文献
8.专利文献1：日本专利第5569626号说明书


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
9.本技术涉及一种用于从直流电源接收供电的功率转换装置，其目的在于，在臂部发生了故障时备用的冗余臂对其进行补偿并继续进行功率转换动作的装置中，抑制发生如下的问题：由于复杂且较长的布线而使功率转换装置的布线复杂化、大型化、开关损耗的增
加，并且因此导致的功率损耗和发热。用于解决技术问题的技术手段
10.本技术所涉及的功率转换装置包括：具有各相的连接端子的旋转电机的多相绕组；n 1个臂部，该n 1个臂部具有连接到直流电源的正极侧的正极侧开关元件、连接到直流电源的负极侧的负极侧开关元件、以及串联连接正极侧开关元件和负极侧开关元件并设置有外部连接点的第一布线，并且通过将1加到绕组的相数n上后得到n 1；2n个继电器，该2n个继电器在对n 1个臂部按顺序进行编号的情况下，在相邻的编号的两个臂部的外部连接点之间分别设置两个继电器；第二布线，该第二布线分别通过两个继电器串联连接在相邻的编号的两个臂部的外部连接点之间；第三布线，该第三布线用于将设置在第二布线的串联连接的两个继电器之间的部分的输出点与各相的连接端子进行连接；以及继电器控制部，该继电器控制部用于导通和断开2n个继电器，使得一个臂部的外部连接点连接到各相的每个连接端子。发明效果
11.本技术所涉及的功率转换装置中，由于多个臂对于特定的相位兼具冗余臂的功能，并且通过分离检测到异常的臂部并切换继电器来继续功率转换动作，因此不需要设置需要特定复杂且较长布线的冗余臂，从而实现功率转换装置的布线的简化和小型化，并且能抑制由于开关损耗的增加而引起的功率损耗和发热这样的问题的发生。
附图说明
12.图1是表示实施方式1的功率转换装置的结构的框图。图2是表示实施方式1的功率转换装置的继电器的触点部的第一示例的图。图3是表示实施方式1的功率转换装置的继电器的触点部的第二示例的图。图4是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的控制装置的硬件结构图。图5是说明实施方式1的功率转换装置的开关元件的故障检测时的继电器切换动作的流程图。图6是说明实施方式1的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。图7是表示实施方式1的功率转换装置的电流控制部用的存储装置内的寄存器的图。图8是说明实施方式2的功率转换装置的开关元件的故障检测时的控制装置的动作的流程图。图9是说明实施方式2的功率转换装置的开关元件的故障检测时的继电器切换动作的流程图。图10是说明实施方式2的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。图11是表示实施方式3的功率转换装置的结构的框图。图12是表示实施方式4的功率转换装置的结构的第一框图。
图13是表示实施方式4的功率转换装置的结构的第二框图。图14是说明实施方式4的功率转换装置的开关元件的故障检测时的第一继电器切换动作的流程图。图15是说明实施方式4的功率转换装置的开关元件的故障检测时的第二继电器切换动作的流程图。图16是表示实施方式5的功率转换装置的臂部驱动信号切换部的结构的简要框图。图17是表示实施方式5的功率转换装置的臂部驱动信号切换部的结构的框图。图18是说明实施方式5的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。图19是表示实施方式6的功率转换装置的臂部驱动信号切换部的结构的框图。图20是说明实施方式6的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。
具体实施方式
13.实施方式以下，参照附图来说明本技术所涉及的功率转换装置的实施方式。作为功率转换装置的用途，在实施方式1～6中，对三相交流电动机和两相交流电动机的控制的事例进行说明。本技术所涉及的功率转换装置的技术不仅能适用于直流
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交流转换装置，而且能适用于以直流
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交流
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直流转换装置和交流
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直流装置为代表的各种领域的功率转换装置的臂部。
14.1.实施方式1图1是表示实施方式1的功率转换装置1的结构的框图。图2是表示实施方式1的功率转换装置1的继电器的触点部的第一示例的图。图3是表示实施方式1的功率转换装置1的继电器的触点部的第二示例的图。图4是表示实施方式1所涉及的功率转换装置1的控制装置100的硬件结构图。图5是说明实施方式1的功率转换装置1的开关元件的故障检测时的继电器切换动作的流程图。图6是说明实施方式1的功率转换装置1的开关元件的故障检测时的动作的时序图。图7是示出实施方式1的功率转换装置1的电流控制部10用的存储装置91内的寄存器51的图。
15.<功率转换装置的结构>以下，对本实施方式1的功率转换装置1的构成要素及功能进行说明。图1的功率转换装置1连接到直流电源2和旋转电机3，具有将从直流电源2获得的直流电转换为交流电并控制旋转电机3的旋转和转矩的功能。
16.功率转换装置1包括第一继电器5、第二继电器6、第三继电器15、第四继电器16、第五继电器17、第六继电器18、开关元件4、继电器控制部8、故障检测部9和电流控制部10。
17.功率转换装置1具有串联连接两个开关元件4的第一臂部80至第四臂部83。该臂部的数目是通过将1加到旋转电机3的绕组的相数n(图1中n＝3)后得到的数量(n 1)。正极侧开关元件4连接到直流电源2的正极侧，负极侧开关元件4连接到直流电源2的负极侧。正极侧开关元件4和负极侧开关元件4通过第一布线41串联连接。在第一布线41上设置有外部连
processor：数字信号处理器)、fpga(field programmable gate array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路、以及各种信号处理电路等。此外，作为运算处理装置90，也可以包括多个相同种类的运算处理装置或多个不同种类的运算处理装置，分担并执行各处理。作为存储装置91，包括被构成为可从运算处理装置90读取及写入数据的ram(random access memory：随机存取存储器)、被构成为可从运算处理装置90读取数据的rom(read only memory：只读存储器)、闪存等。输入电路92连接有各种传感器、开关，并且包括将这些传感器、开关的输出信号输入到运算处理装置90的a/d转换器等。输出电路93与电负载连接，并且包括驱动电路等，用于将来自运算处理装置90的控制信号转换并输出到这些电负载。
25.通过运算处理装置90执行被存储于rom等存储装置91中的软件(程序)，并且与存储装置91、输入电路92、以及输出电路93等控制装置100的其他硬件进行联动，从而实现控制装置100所具备的各功能。另外，控制装置100所使用的阈值、判定值等设定数据作为软件(程序)的一部分，被存储于rom等存储装置91中。
26.对图1的控制装置100的结构要素的功能进行说明。在图1的控制装置100内部记载的继电器控制部8、故障检测部9和电流控制部10所示的各功能可以分别由软件模块构成，也可以由软件和硬件的组合构成。
27.在此，将继电器控制部8、故障检测部9、电流控制部10作为在控制装置100中执行的功能模块进行了说明，但也可以将它们分别作为专用的控制装置独立地设置。
28.<处理流程图>图5是表示实施方式1的功率转换装置1的继电器控制部8的继电器切换动作的流程图。以下，用图5所示的流程图来具体说明功率转换装置1的继电器控制部8的继电器切换动作。继电器控制部8导通或断开六个(2n个)继电器，使得一个臂部的外部连接点44连接到各相的每个连接端子46。各个臂部的外部连接点44能分别连接到绕组的特定的一个或两个连接端子46来作为供电目标。
29.继电器控制部8导通第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17，在使第一臂部80到第三臂部82与旋转电机3电连接的状态下，以故障检测部9判定第一臂部80到第三臂部82中的任一个臂部发生故障的情况为前提。从步骤s99开始，在步骤s100中，故障检测部9判断从第一臂部80到第三臂部82中检测到哪个臂部的故障。由于不使用第四臂部83，所以不包括第四臂部83的故障的情况。第二继电器6、第四继电器16和第六继电器18处于断开状态。
30.当故障检测部9检测到第三臂部82的故障时，前进到步骤s101。当检测到第二臂部81的故障时，前进到步骤s103。当检测到第一臂部80的故障时，前进到步骤s105。
31.当第三臂部82发生故障时，在步骤s101中，使连接到发生故障的第三臂部82的外部连接点44的第五继电器17断开，并且与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s102。在步骤s102中，连接到第四臂部83的外部连接点44的第六继电器18导通，前进到步骤s109，结束继电器的切换处理。
32.当第二臂部81发生故障时，在步骤s103中，使连接到发生故障的第二臂部82的外部连接点44的第三继电器15断开，并且与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s104。在步骤s104中，切换从连接到未发生故障的臂部的外部连接点44的第四继电器16到第六继电器18的导通和断开(使输出反转)，并且前进到步骤s109，并且结束继电器的切换处理。
33.当第一臂部80发生故障时，在步骤s105中，第一继电器5断开，与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s106。在步骤s106中，对从第二继电器6到第六继电器18的导通和断开进行切换(使输出反转)，并且前进到步骤s109，并且结束继电器的切换处理。如上所述，继电器控制部8使直接连接到由故障检测部9检测到故障的臂部的外部连接点44的继电器断开，并且导通或断开继电器，使得将正常的臂部的外部连接点44分别连接到绕组的连接端子46。
34.<时序图>图6是与图5所示的继电器控制部8的继电器切换相匹配地示出通过电流控制部10进行的臂部的驱动信号的切换时期的一个示例的时序图。以下，使用图6所示的时序图来具体说明功率转换装置1的继电器切换动作。
35.在图6的时间t1，故障检测部9检测第一臂80的故障，并将检测到的故障内容通知到故障检测部9的外部。继电器控制部8接收由故障检测部9检测和通知的故障内容，并根据故障内容实施继电器的切换动作。由于在时间t1处的故障内容是第一臂80的故障，所以继电器控制部8根据图5所示的流程图中的处理，在时间t2将第一继电器5从导通切换到断开。
36.此后，继电器控制部8等待经过规定时间，在时间t3使从第二继电器6到第六继电器18的导通和断开反转，并且结束继电器的切换动作。这里，在时间t3，在继电器的导通和断开之间的切换(使输出反转)中，先进行断开，在经过规定的延迟时间即导通延迟时间之后实施导通。作为延迟时间，例如，可以考虑预先计算或测量继电器接收到断开指令后实际切换到断开的过渡时间，并将该时间设定为延迟时间的方法。通过设置延迟时间，能避免连接到相同的线圈端子的第一继电器5和第二继电器6、第三继电器15和第四继电器16、第五继电器17和第六继电器18分别同时导通的机会，并且能可靠地防止由于在第二继电器6和第三继电器15、第四继电器16和第五继电器17同时导通的状态下，即在线圈绕组的端子之间短路的状态下进行功率转换动作而导致臂部的错误短路。
37.在继电器控制部8的继电器切换动作结束之后，电流控制部10基于继电器控制部8的第一继电器至第六继电器的导通和断开状态，在时间t4切换各个臂部的驱动信号，并且功率转换装置1能再次进行功率转换动作。作为电流控制部10切换各臂部的驱动信号的方法，例如，如图7所示，可以考虑根据旋转电机的线圈绕组端子预先设定控制装置100内的存储装置91的寄存器51，并根据继电器的切换来改变寄存器51的排列的方法。这里，也可以使用将图4的运算处理装置(cpu)90、存储装置91、输入电路92和输出电路93形成为一体后的单个芯片的微机，并使用微机内的存储装置91的寄存器51。
38.在实施方式1中，设置将旋转电机3的绕组的相数n加1后得到的n 1个臂部，该臂部由连接到直流电源2的正极侧的正极侧开关元件4、连接到负极侧开关元件4、以及将它们串联连接并设置有外部连接点44的第一布线41构成。对n 1个臂部的顺序进行编号，在相邻的编号的两个臂部的外部连接点44之间分别设置两个继电器，总共设置2n个继电器。设置有第二布线42，该第二布线42通过串联连接的两个继电器连接在该相邻的编号的两个臂部的外部连接点44之间。在功率转换装置1中，在该第二布线42的串联连接的继电器之间的部分设置有输出点45，并且将第三布线设置成将各个输出点45与旋转电机3的绕组的各个连接端子46相连接。由于可以经由两个继电器向一个特定系统的所述线圈的连接端子46或两个特定系统的所述线圈的连接端子46中的任一个供电，所以通常使用的臂部具有冗余臂的功能。能断开检测到异常的臂部的同时，切换继电器并连接作为备用的冗余臂进行待机的臂
部，继续功率转换动作。
39.由于对各个臂部仅切换与特定线圈绕组的连接端子46的连接，并且根据继电器的切换状态来切换臂部的驱动信号，因此能避免切换目标错误。
40.由于由开关元件4构成的臂部兼具有冗余臂的功能，并且是能够经由继电器向旋转电机3的一个或两个系统的绕组的任一个的连接端子46供电的方式，因此能使包括继电器和冗余臂在内的各相臂部标准化和模块化，并且能降低冗余臂的追加结构所花费的成本。
41.由于臂部兼具有冗余臂的功能，并且能进行模块化，因此能简化模块的臂部与旋转电机3的线圈绕组端子之间的布线而该布线不会交叉，能使功率转换装置1小型化。
42.此外，能配置成使从各臂部到旋转电机3的绕组的连接端子46的布线距离相等，布线阻抗也相同，即使在臂部发生故障之后，功率转换装置的发热和辐射噪声的电平也不会改变。此外，不会产生线圈绕组之间的电流干扰，切换后的臂部的布线变长，在电流控制中不会导致开关元件的导通、断开的延迟，能继续功率转换动作。
43.在图5中，说明了在继电器控制部8导通第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17，并且从第一臂部80到第三臂部82电连接到旋转电机3的状态下发生故障时的继电器切换动作。然而，在本实施方式中，不限于此，即使在使第二继电器6、第四继电器16和第六继电器18导通并电连接到旋转电机3的状态(第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17断开的状态)下发生故障时，也能通过继电器切换动作继续功率转换动作。即，通过将图5流程图中的第三臂部82替换为第二臂部81，将第二臂部81替换为第三臂部82，将第一臂部80替换为第四臂部83，将步骤s101的处理应用于第二继电器6，将步骤s102的处理应用于第一继电器5，将步骤s103的处理应用于第二继电器6，将步骤s104的处理应用于从第一继电器5到第三继电器15，将步骤s105的处理应用于第六继电器18，将步骤s106的处理应用于从第一继电器5到第五继电器17，从而能进行对应。
44.2.实施方式2图8是说明实施方式2的功率转换装置1的开关元件的故障检测时的控制装置的动作的流程图。图9是说明实施方式2的功率转换装置的开关元件的故障检测时的继电器切换动作的流程图。图10是说明实施方式2的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。
45.在实施方式1中，说明了在旋转电机3的线圈绕组中没有感应电流的情况。在实施方式2中不限于此，线圈绕组中也可以有感应电流，通过设计继电器的切换方法能获得同样的效果。例如，图8中，示出了作为本实施方式2的功率转换装置1，当感应电流流过旋转电机3的线圈绕组时的继电器切换动作。功率转换装置1的结构与图1相同。以下，对其动作进行说明。继电器控制部8导通第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17，在使第一臂部80到第三臂部82与旋转电机3电连接的状态下，以故障检测部9判定第一臂部80到第三臂部82中的任一个臂部发生故障的情况为前提。第二继电器6、第四继电器16和第六继电器18处于断开状态。
46.从步骤s199开始处理，在步骤s200中，故障检测部9判断臂部是否发生故障，在发生故障的情况下前进到步骤s201，若没有发生故障，则不进行继电器切换动作，前进到步骤s209并结束处理。在步骤s201中，为了停止电流控制，电流控制部10停止所有臂部的驱动，
并且前进到步骤s202。在步骤s202中，继电器控制部8根据故障内容实施继电器的切换动作，并且前进到步骤s203。步骤s202中的继电器切换动作根据后述的图9所示的流程图来实施。
47.在步骤s203中，电流控制部10基于继电器控制部8的从第一继电器5到第六继电器18的导通和断开的状态，改变用于电流控制的线圈端子与臂部之间的对应，切换臂部驱动信号，并且前进到步骤s204。在步骤s204中，为了重新开始电流控制，电流控制部10重新开始臂部的驱动，并且前进到步骤s209，结束由于臂部的故障而引起的继电器的切换处理。
48.作为检测感应电流在线圈绕组中流动的方法，例如可以考虑出于控制旋转电机3的旋转和转矩的目的而使用检测线圈电流的线圈电流检测部(未示出)的方法。提出了各种电流检测的具体的结构和方法，并且能应用这些技术，因此这里省略说明。此外，作为检测感应电流流到旋转电机3的线圈绕组的方法，可以考虑测量旋转电机3的线圈绕组端子的电压并检测由感应电流产生的线圈绕组端子的感应电压的方法。因此，可以设置通过测量线圈绕组电压来检测感应电压的感应电压检测部，并且在检测到感应电压的情况下，继电器控制部8可以在使继电器的导通和断开反转的情况下，先进行导通控制，在经过规定延迟时间即断开延迟时间之后实施断开控制。由于已经提出了各种电压检测的具体结构和方法，并且能应用这些技术，因此在此省略说明。
49.或者，当旋转电机3高速旋转时，能判定为产生感应电流。可以通过旋转速度检测器求出旋转电机3的旋转速度，并且当旋转速度为预先规定的判定旋转速度以上时，在检测到臂部的故障时先进行继电器控制部8的继电器切换动作，在使继电器的导通和断开反转时先进行导通控制，在经过断开延迟时间之后实施断开控制。判定转速可以通过实验求出最佳值。
50.图9是表示本实施方式2的功率转换装置1的继电器控制部8的继电器切换动作的流程图。以下，用图9所示的流程图来具体说明功率转换装置1的继电器控制部8的继电器切换动作。
51.继电器控制部8导通第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17，在使第一臂部80到第三臂部82与旋转电机3电连接的状态下，以故障检测部9判定第一臂部80到第三臂部82中的任一个臂部发生故障的情况为前提。从步骤s209起开始处理，在步骤s210中，故障检测部9判断从第一臂部80到第三臂部82中检测到哪个臂部的故障。由于不使用第四臂部83，所以从故障对象中排除第四臂部83。
52.当故障检测部9检测到第三臂部82的故障时，前进到步骤s211。当检测到第二臂部81的故障时，前进到步骤s213。当检测到第一臂部80的故障时，前进到步骤s215。
53.当第三臂部82发生故障时，在步骤s211中，第六继电器18导通，并且前进到步骤s212。在步骤s212中，断开连接到发生故障的第三臂部82的外部连接点44的第五继电器17，使发生故障的第三臂部82与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s219，结束继电器的切换处理。
54.当第二臂部81发生故障时，在步骤s213中，切换连接到其他未发生故障的臂部的外部连接点44的从第四继电器16到第六继电器18的导通和断开(使输出反转)，并且前进到步骤s214。在步骤s214中，使连接到发生故障的第二臂部81的外部连接点44的第三继电器15断开，使第二臂部81与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s219，结束继电器的切换处理。
55.当第一臂部80发生故障时，在步骤s215中，切换从第二继电器6到第六继电器18的导通和断开(使输出反转)，并且前进到步骤s216。在步骤s216中，使第一继电器5断开，使第一臂80与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s219，并且结束继电器的切换处理。
56.图10是与图9所示的继电器控制部8的继电器切换相匹配地示出电流控制部10的臂部的驱动信号的切换时期的一例的时序图。以下，使用图10所示的时序图来具体说明功率转换装置1的继电器切换动作。
57.在图10的时间t10，故障检测部9检测第一臂部的故障，并将检测到的故障内容通知到故障检测部9的外部。而且，继电器控制部8接收由故障检测部9检测和通知的故障内容，并根据故障内容实施继电器的切换动作。由于在时间t10的故障内容是第一臂部的故障，所以继电器控制部8根据图8所示的流程图的处理，在时间t11切换第二至第六继电器的导通和断开。
58.继电器控制部8在时间t12将第一继电器5从导通切换到断开，并且结束继电器的切换动作。此外，由于从t11到t12处于线圈绕组端子间短路状态，并且在旋转电机3产生再生制动，因此在t11先实施相应的继电器的导通，然后快速地使从导通切换到断开的继电器断开，将再生制动的发生抑制到最小，从而能将旋转电机3的旋转变动抑制到最小。
59.在继电器控制部8的继电器切换动作结束之后，电流控制部10基于继电器控制部8的从第一继电器5到第六继电器18的导通和断开状态，在时间t13更新对各个臂部的线圈端子的分配，并切换驱动信号。在功率转换装置1中，电流控制部10从时间t14重新开始电流控制。即，能再次进行功率转换装置1的功率转换动作。
60.如上所述，在实施方式2中，与实施方式1相同，与直流电源2相连接，由开关元件4构成的臂部设置有对旋转电机3的绕组的相数n加1后得到的n 1个。连接到直流电源2的正极侧的正极侧开关元件4和连接到直流电源2的负极侧的负极侧开关元件4通过第一布线41串联连接，并且在第一布线41设置有外部连接点44。对于并联配置的n 1个臂部，相邻的臂部的外部连接点44经由两个继电器通过第二布线42串联连接。在功率转换装置1中，设置于第二布线42的两个继电器之间的部分的各个输出点45通过第三布线43分别连接到旋转电机3的绕组的连接端子46。由于各个臂部可以经由继电器向特定的一个或两个系统的绕组的连接端子46中的任一个供电，因此各个臂部兼具冗余臂的功能，能断开检测到异常的臂部，并且能通过切换继电器来继续功率转换动作。
61.由于臂部以仅能与特定的线圈绕组的连接端子46连接的方式进行切换，并且根据继电器的切换状态来切换臂部的驱动信号，因此能避免切换目标错误。
62.由于由开关元件4构成的臂部兼具有冗余臂的功能，并且是能够经由两个继电器选择性地向旋转电机3的不同的两个系统的绕组的连接端子46供电的方式，因此能使包括继电器和冗余臂在内的各相臂部标准化和模块化，并且能降低冗余臂的追加结构所花费的成本。
63.由于通常的臂部具有冗余臂的功能，因此模块7的臂部与旋转电机3的绕组的连接端子46之间的布线能进行简化而布线不会交叉，并且能使功率转换装置1小型化。
64.此外，能配置成使从各臂部到旋转电机3的绕组的连接端子46的布线距离变得相等，若使布线阻抗匹配，则即使在臂部发生故障之后，功率转换装置的发热和辐射噪声也不会改变，在线圈绕组之间不产生电流干扰的情况下，继续功率转换动作。
65.在图9中，对在继电器控制部8使第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17导通并电连接到旋转电机3的状态下发生故障时的继电器切换动作进行了说明，然而，在本实施方式中不限于此，在使第二继电器6、第四继电器16和第六继电器18导通并电连接到旋转电机3的状态下(第一继电器5、第三继电器15和第五继电器17断开)，即使发生了故障，也能通过继电器切换动作来继续功率转换动作。即，通过将图9的流程图中的第三臂部82替换为第二臂部81，将第二臂部81替换为第三臂部82，将第一臂部80替换为第四臂部83，将步骤s211的处理应用于第一继电器5，将步骤s212的处理应用于第二继电器6，将步骤s213的处理应用于从第二继电器5到第三继电器15，将步骤s214的处理应用于第二继电器6，将步骤s215的处理应用于从第一继电器5到第五继电器17，将步骤s216的处理应用于第六继电器18，从而能进行对应。
66.当感应电流流过旋转电机3的线圈绕组时，继电器控制部8在继电器的切换动作中先实施继电器的导通，因而能避免由于电流路径被断开而引起的感应电压的跃升，并且将由于继电器切换导致对旋转电机3的旋转变动的影响抑制到最小。可以设置通过测量线圈绕组电压来检测感应电压的感应电压检测部，并且在检测到感应电压的情况下，继电器控制部8可以在使继电器的导通和断开反转的情况下，先进行导通控制，在经过断开延迟时间之后实施断开控制。此外，当旋转电机3高速旋转时，能判断产生感应电流，因此由旋转速度检测器求出旋转电机3的旋转速度，并且当旋转速度为判定旋速以上时，可以在检测到臂部的故障时，以如下方式实施继电器控制部8的继电器切换动作，在使继电器的导通和断开反转的情况下，先进行导通控制，在经过断开延迟时间之后实施断开控制。由于先实施继电器的导通，因此同样能避免由于电流路径的断开而引起的感应电压的跃升，并且能将由于继电器的切换导致对旋转电机3的旋转变动的影响抑制到最小。
67.当在向旋转电机3供电的过程中检测到开关元件4的故障时，功率转换装置1在继电器的切换动作之前停止臂部的驱动，因而能避免由于继电器的切换而导致的臂部错误短路。特别地，当继电器控制部8将多个臂部连接到同一绕组端子时，电流控制部10停止电流控制对于防止臂部的新故障有很大意义。此外，这里，在作为旋转电机3的驱动装置的功率转换装置1中，在绕组中设置电流检测部，检测绕组电流，并且执行电流反馈控制的情况较多。即使在利用该电流检测器检测电流时故障检测部9检测到故障的情况下，也停止电流控制部10的电流控制、即臂部的驱动，然后继电器控制部8进行继电器的导通和断开切换。由此，对于防止臂部发生新的故障有很大意义。
68.3.实施方式3图11是表示实施方式3的功率转换装置1的结构的框图。实施方式3的功率转换装置1包括第一继电器5、第二继电器6、第三继电器15、第四继电器16、第五继电器17、第六继电器18、开关元件4、继电器控制部8、故障检测部9和电流控制部10。
69.与表示之前的实施方式1的结构的图1相比，模块化的范围不同。即，在图11所示的模块70中，串联连接两个开关元件4的臂部被连接到直流电源2，并且构成臂部的两个开关元件4的外部连接点44经由两个继电器连接到旋转电机3的两个不同系统的绕组的连接端子46。在图11中，由第二臂部81和第二继电器6和第三继电器15、以及第三臂部82和第四继电器16和第五继电器17分别形成模块70。
70.另外，另一个模块71具有并联的两个臂部，构成臂部的两个开关元件4的外部连接
点44彼此独立，并且分别经由继电器连接到旋转电机3的两个不同系统的绕组的连接端子46。在图11中，第一臂部80、第四臂部83、第一继电器5和第六继电器18形成模块71。
71.继电器控制部8、故障检测部9和电流控制部10与图1相同，因此省略说明。
72.图11所示的功率转换装置1的基本形式具有模块70以及另一个模块71，该所述模块70的必要数量根据旋转电机3的绕组的连接端子的数量而增加或减少。由于可以相对于旋转电机的绕组的连接端子的数量增加或减少而增加或减少模块70的数量，因此能提高设计和制造上的效率，并且能有助于成本的降低。
73.4.实施方式4图12是表示实施方式4的功率转换装置31的结构的第一框图。图13是表示实施方式4的功率转换装置31的结构的第二框图。图14是说明实施方式4的功率转换装置31的开关元件的故障检测时的第一继电器切换动作的流程图。图15是说明实施方式4的功率转换装置31的开关元件的故障检测时的第二继电器切换动作的流程图。
74.图12示出了说明在旋转电机33是双极旋转电机的情况下功率转换装置31的结构的框图。即使在双极旋转电机33的情况下，与三极旋转电机33的情况同样地，通过将旋转电机33的绕组的相数n(图12中为n＝2)加1而设置n 1个(图12中为3个)臂部。连接到直流电源2的正极侧的正极侧开关元件4和连接到直流电源2的负极侧的负极侧开关元件4通过第一布线41串联连接，并且在第一布线41设置有外部连接点44。对于并联配置的n 1个臂部，相邻的臂部的外部连接点44经由两个继电器并通过第二布线42串联连接。在功率转换装置31中，设置在第二布线42的两个继电器之间的部分的各个输出点45通过第三布线43分别连接到旋转电机3的绕组的连接端子46。由于各个臂部可以经由继电器向特定的一个或两个系统的绕组的连接端子46中的任一个供电，因此各个臂部兼具冗余臂的功能，能断开检测到异常的臂部，并且能通过切换继电器来继续功率转换动作。
75.将继电器控制部38、故障检测部39和电流控制部30记载作为控制装置101的功能。控制装置101采用与实施方式1至3所涉及的图1、3、11中记载的控制装置100相同的硬件结构。通过继电器控制部38导通、断开第一继电器5至第四继电器16，将第一臂80至第三臂82分配给旋转电机33的绕组端子。
76.图13中示出功率转换装置31的另一结构的第二框图。图13和图12在电路方面相同，但是第一臂部80到第三臂部82的配置不同。通过如图13那样进行配置，使用模块70和其他模块71，能够实现与之前的实施方式1以及实施方式2相同的功能和效果。这些模块70、71是实施方式3所涉及的图11所示的模块相同的部件。因此，通过将电路部件模块化，无论旋转电机33的端子是两个端子还是三个端子，都能使用相同的模块，因而通过标准化能有助于降低设计和制造这两方面的成本。
77.在图13中，第二臂部81、第二继电器6和第三继电器15形成模块70，而第一臂部80、第三臂部82、第一继电器5和第四继电器16形成另一个模块71。
78.图14是示出在本实施方式4的功率转换装置31中，以连接双极旋转电机33的图12所示的结构为对象，继电器控制部38的继电器切换动作的流程图。以下，用图14所示的流程图来具体说明功率转换装置31的继电器控制部38的继电器切换动作。继电器控制部38导通或断开四个(2n个)继电器，使得一个臂部的外部连接点44连接到各相的每个连接端子46。各个桥臂的外部连接点44能分别连接到绕组的特定的一个或两个连接端子46来作为供电
目标。
79.以在继电器控制部38使第一继电器5和第三继电器15导通并与旋转电机33电连接的状态下，故障检测部39检测到故障的状态为前提。从步骤s299开始，在步骤s300中，判断故障检测部39是否检测到第一臂部80和第二臂部81中的任一个的故障。第二继电器6、第四继电器16处于断开状态。
80.当故障检测部39检测到第二臂部81的故障时，前进到步骤s301。当检测到第一臂部80的故障时，前进到步骤s303。
81.当检测到第二臂部81发生故障时，在步骤s301中，使连接到发生故障的第二臂部81的外部连接点44的第三继电器15断开，并且使发生故障的第二臂部81与线圈绕组电分离，并且前进到步骤s302。在步骤s302中，对连接到其它未发生故障的臂部的外部连接点44的第一继电器5和第四继电器16的导通和断开进行切换，并且前进到步骤s309，结束继电器的切换处理。
82.当检测到第一臂80的故障时，在步骤s303中，使第一继电器5断开，并且使第一臂80与线圈绕组电分离，前进到步骤s304。在步骤s304中，对从第二继电器6到第四继电器16的导通和断开进行切换，前进到步骤s309，结束继电器的切换处理。如上所述，继电器控制部38使直接连接到由故障检测部39检测到故障的臂部的外部连接点44的继电器断开，并且导通或断开继电器，使得将正常的臂部的外部连接点44分别连接到绕组的连接端子46。
83.与图14所示的继电器控制部38的继电器切换相匹配地示出电流控制部30的臂部的驱动信号的切换时期的一个示例的时序图与图6相同，因此省略说明。
84.此外，可以在线圈绕组中存在感应电流，通过应用在上述的图8所示的旋转电机33的线圈绕组中流过感应电流时的继电器切换动作、以及图15所示的流程图中的继电器控制部38的继电器切换，从而能获得同样的效果。
85.图15是示出在本实施方式4的功率转换装置31中，以连接双极旋转电机33的图13所示的结构为对象，当感应电流流过旋转电机33的线圈绕组时的继电器控制部38的继电器切换动作的流程图。以下，用图15所示的流程图，具体说明功率转换装置31的继电器控制部38的继电器切换动作。
86.以在继电器控制部38使第一继电器5和第三继电器15导通并与旋转电机33电连接的状态下，故障检测部39判定第一臂部80或第二臂部81的故障的情况为前提。从步骤s399开始，在步骤s400中，判断故障检测部39检测到第一臂部80和第二臂部81中的哪一个发生故障。由于不使用第三臂82，所以将第三臂82排除在对象之外。虽然故障检测部39检测到故障，但若是第二臂81，则前进到步骤s401。如果检测到故障的是第一臂部80，则前进到步骤s403。
87.在第二臂部81发生了故障的情况下，在步骤s401中，使连接到另一个未发生故障的臂部的外部连接点44的第一继电器5、第四继电器16的导通和断开反转切换，并前进到步骤s402。在步骤s402中，使连接到发生了故障的第二臂部81的外部连接点44的第三继电器15断开，使该第二臂部81与线圈绕组电分离，前进到步骤s409，结束继电器的切换处理。在第一臂部80发生故障的情况下，在步骤s403中，使从第二继电器6到第四继电器16的导通和断开反转切换，并前进到步骤s404。在步骤s404中，使第一继电器5断开，与线圈绕组电分离，前进到步骤s409，结束继电器的切换处理。
88.与图15所示的继电器控制部38的继电器切换相匹配地示出电流控制部30的臂部的驱动信号的切换时期的一个示例的时序图与图10相同，因此省略说明。
89.如上所述，在实施方式4中，由于能够经由两个继电器向特定的一个或两个系统的上述线圈的连接端子46中的任一个供电，所以通常使用的臂部兼有冗余臂的功能。能断开检测到异常的臂部，并且切换继电器并连接作为备用的冗余臂进行待机的臂部，继续功率转换动作。
90.由于以仅与特定的线圈绕组端子连接的方式来切换臂部，并且根据继电器的切换状态来切换臂部的驱动信号，因此能避免切换目标错误。
91.由于由开关元件4构成的臂部兼具冗余臂的功能，并且是经由两个继电器向旋转电机3的两个不同的系统的线圈绕组端子供电的方式，因此能使包括继电器和冗余臂在内的各相臂部标准化和模块化，并且能降低冗余臂的追加结构所花费的成本。尤其，即使旋转电机33具有两极也能应用本实施方式的臂部，因此，无论旋转电机33的结构如何，都能使各相臂部标准化和模块化，并且能进一步降低冗余臂的追加结构所花费的成本。
92.由于臂部兼具冗余臂的功能，因此模块的臂部和旋转电机33的线圈绕组端子之间的布线能进行简化而不会交叉，并且能使功率转换装置31小型化。
93.此外，能配置成使从各臂部到旋转电机33的线圈绕组端子的布线距离相等，若使布线阻抗匹配，则即使在臂部发生故障之后，功率转换装置的发热和辐射噪声也不会改变，在线圈绕组之间不产生电流干扰的情况下，能继续功率转换动作。
94.在图9中，对在继电器控制部8使第一继电器5和第三继电器15导通并电连接到旋转电机33的状态下，发生故障时的继电器切换动作进行了说明，然而，在本实施方式中不限于此，在使第二继电器6和第四继电器16导通(另外，第一继电器5、第三继电器15断开的状态)并电连接到旋转电机33的状态下，即使发生了故障，也能通过继电器切换动作来继续功率转换动作。也就是说，将图14的流程图中的第一臂部80替换成第三臂部82，将步骤s301的处理应用于第二继电器6，将步骤s303的处理应用于第四继电器16。
95.将图15的流程图中的第一臂部80替换成第三臂部82，将步骤s402的处理替换成第二继电器6，将步骤s404的处理替换成第四继电器16，从而能进行应对。
96.当感应电流流过旋转电机33的线圈绕组时，继电器控制部38在继电器的切换动作中先实施继电器的导通，因而能避免因电流路径的断开而引起的感应电压的跃升，并且将因继电器的切换导致对旋转电机33的旋转变动的影响抑制到最小。
97.当在向旋转电机33供电的过程中检测到开关元件4的故障时，功率转换装置31在继电器的切换动作之前先停止臂部的驱动，因而能避免由于继电器的切换而导致的臂部错误短路。
98.5.实施方式5图16是表示实施方式5的功率转换装置1的臂部驱动信号切换部的结构的简要框图。图17是表示实施方式5的功率转换装置1的臂部驱动信号切换部的结构的框图。图18是说明实施方式5的功率转换装置的开关元件的故障检测时的动作的时序图。
99.在上述的实施方式1到实施方式4中，在由于臂部的故障引起的继电器的切换中，电流控制部10也实施臂部的驱动信号的切换，但是在本实施方式中不限于此，能够在更靠近模块7的位置切换臂部的驱动信号。如图16所示，本实施方式5中的功率转换装置1的结构
除了上述图1的结构之外，在电流控制部10和模块7之间还包括臂部驱动信号切换部20。
100.臂部驱动信号切换部20具有通过将电流控制部10输出的臂部的驱动信号传输到模块7来驱动构成模块7的臂部的开关元件4的栅极的功能。另外，臂部驱动信号切换部20起到根据继电器控制部8的继电器切换动作来改变臂部的驱动信号的传输目的地的作用。作为臂部驱动信号切换单元20，可以考虑具有例如图17所示的结构。在图17中，臂部驱动信号切换部20包括栅极驱动电路21、电平移位器22和选择器23。
101.栅极驱动电路21是用于驱动开关元件4的栅极的电路，已经提出了各种具体的结构和方法，并且能应用这些技术，因此这里省略说明。电平移位器22具有转换臂部的驱动信号的电压电平并将其传输至栅极驱动电路21的功能，由于已经提出了各种具体的结构和方法，并且能应用这些技术，因此这里省略说明。
102.选择器23具有输入对于两个不同线圈绕组的臂部的驱动信号，并根据继电器控制部8的继电器切换动作将对任一个线圈绕组的臂部的驱动信号发送到模块7的臂部的功能。在图17中，因为第一臂部80和第四臂部83仅向一个系统的线圈绕组供电，所以不需要选择器，然而，对于第一臂部80和第四臂部83设置有选择器23，并且通过将选择器23的输入信号中的一个成为驱动信号截止，从而能通过选择器23的切换控制信号来关闭臂部的驱动。此外，选择器23具有三态功能，并且根据臂部的故障将选择器23的输出设为高阻抗，从而切断臂部的驱动信号。
103.可以采用例如从电流控制部10和继电器控制部8输入选择器23的切换控制信号的方法，或者在臂部驱动信号切换部20内设置微机和asic来控制选择器23。
104.图18是与图9所示的继电器控制部8的继电器切换相匹配地示出臂部驱动信号切换部20的臂部的驱动信号的切换时期的一个示例的时序图。以下，使用图18所示的时序图来具体说明功率转换装置1的继电器切换动作。
105.在图18的时间t20，故障检测部9检测仅具有第一继电器5的臂部的故障，并将检测到的故障内容通知到故障检测部9的外部。而且，继电器控制部8接收由故障检测部9检测和通知的故障内容，并根据故障内容实施继电器的切换动作。
106.由于在时间t20的故障内容是第一臂的故障，所以继电器控制部8根据图5所示的流程图的处理，在时间t21使第二继电器6至第六继电器18的导通和断开反转。继电器控制部8在时间t22将第一继电器5从导通切换到断开，并且结束继电器的切换动作。此外，由于从时间t21到t22处于线圈绕组端子间短路状态，并且在旋转电机3产生再生制动，因此在时间t21先实施相应的继电器的导通，然后快速地使从导通切换到断开的继电器断开，将再生制动的发生抑制到最小，从而能将旋转电机3的旋转变动抑制到最小。
107.臂部驱动信号切换部20在继电器控制部8的继电器切换动作结束后，基于利用继电器控制部8进行的从第一继电器5到第六继电器18的导通和断开的状态，在时间t23通过选择器23来切换各臂部的驱动信号。图18示出了通过选择器23，第一臂部的驱动信号截止，第二臂部的驱动信号从对于旋转电机3的v相线圈的臂部的驱动信号切换为对于u相线圈的臂部的驱动信号，第三臂部的驱动信号从对于旋转电机3的w相线圈的臂部的驱动信号切换为对于v相线圈的臂部的驱动信号，将第四臂的驱动信号从截止切换为对于旋转电机3的w相线圈的臂部的驱动信号的示例。然后，从时间t24，功率转换装置1能够再次进行功率转换动作。
108.如上所述，在实施方式5中，具备与直流电源连接并由开关元件构成的臂部，该臂部的数量为将旋转电机的线圈绕组端子数加1后得到的数量，并联排列的臂部的外部连接点44中相邻的外部连接点44通过串联设置两个继电器而连接，将两个继电器之间的输出点与线圈绕组端子进行连接。由于通过使用三个臂部中的两个来进行供电，因此各个臂部具有冗余臂的功能，并且能断开检测到异常的臂部，并且能通过切换继电器来继续功率转换动作。
109.由于以仅与特定的线圈绕组端子连接的方式来切换臂部，并且根据继电器的切换状态来切换臂部的驱动信号，因此能避免切换目标错误。
110.由于由开关元件4构成的臂部兼具冗余臂的功能，并且是经由两个继电器向两个不同的系统的所述线圈绕组端子供电的方式，因此能使包括继电器和冗余臂在内的各相臂部标准化和模块化，并且能降低冗余臂的追加结构所花费的成本。
111.由于臂部兼具冗余臂的功能，因此模块7的臂部和旋转电机3的线圈绕组端子之间的布线能进行简化而不会交叉，并且能使功率转换装置1小型化。
112.此外，能配置成使从各臂部到旋转电机3的线圈绕组端子的布线距离相等，若使布线阻抗匹配，则即使在臂部发生故障之后，功率转换装置的发热和辐射噪声也不会改变，在线圈绕组之间不产生电流干扰的情况下，能继续功率转换动作。
113.当感应电流流过旋转电机3的线圈绕组时，继电器控制部8在继电器的切换动作中先实施继电器的导通，因而能避免因电流路径的断开而引起的感应电压的跃升，并且将因继电器切换引起的对旋转电机3的旋转变动的影响抑制到最小。
114.当在向旋转电机3供电的过程中检测到开关元件4的故障时，功率转换装置1在继电器的切换动作之前停止臂部的驱动，因而能避免因继电器的切换而导致的臂部错误短路。
115.6.实施方式6图19是表示实施方式6的功率转换装置1的臂部驱动信号切换部20的结构的框图。图20是说明实施方式6的功率转换装置1的开关元件的故障检测时的动作的时序图。
116.在实施方式5中，说明了在因臂部的故障而进行继电器的切换时，在臂部驱动信号切换部20的电平移位器22输入之前切换臂部的驱动信号的方法。不限于此，可以在栅极驱动电路21和模块7之间进行切换。
117.如图16所示，本实施方式6中的功率转换装置1的结构除了上述图1的结构之外，在电流控制部10和模块7之间还包括臂部驱动信号切换部20。臂部驱动信号切换部20具有通过将电流控制部10输出的臂部的驱动信号传输到模块7，来驱动构成模块7的臂部的开关元件4的栅极的功能。
118.另外，臂部驱动信号切换部20起到根据继电器控制部8的继电器切换动作来改变臂部的驱动信号的传输目的地的作用。可以考虑臂部驱动信号切换部20具有例如图19所示的结构。
119.在图19中，臂部驱动信号切换部20包括栅极驱动电路21、电平移位器22和栅极信号截止切换部24。栅极驱动电路21是用于驱动开关元件4的栅极的电路，已经提出了各种具体的结构和方法，并且能应用这些技术，因此这里省略说明。
120.电平移位器22具有转换臂部的驱动信号的电压电平并将其传输至栅极驱动电路
21的功能，由于已经提出了各种具体的结构和方法，并且能应用这些技术，因此这里省略说明。以与功率转换装置1的异常相对应的对策为目的，栅极信号截止切换部24具有使栅极信号截止的功能，并且设置有栅极截止部25，该栅极截止部25用于使构成模块7的臂部的开关元件4的栅极驱动信号截止。
121.作为栅极截止部25，例如如上述的图2所示，可以考虑机械式继电器和利用mos
‑
fet的半导体继电器。在栅极截止部25的导通截止控制中，功率转换装置1外部的上位控制器或设置在功率转换装置1的内部的子微机、asic监视功率转换装置1的功率转换动作，当检测到功率转换动作的异常时，栅极截止部25使栅极信号截止。
122.此外，栅极信号截止部24具有输入对于旋转电机3的两个不同的线圈绕组的臂部的开关元件4的栅极驱动信号，并根据继电器控制部8的继电器切换动作将对于任一个线圈绕组的臂部的开关元件4的栅极驱动信号传输到模块7的臂部的功能。可以采用例如从电流控制部10、继电器控制部8输入栅极信号截止部24的切换控制信号的方法，或者可以通过在臂部驱动信号切换部20内设置子微机、asic来控制栅极信号截止切换部24。
123.图20是与图9所示的继电器控制部8的继电器切换相匹配地示出臂部驱动信号切换部20的臂部的开关元件4的栅极驱动信号的切换时期的一个示例的时序图。以下，使用图20所示的时序图来具体说明功率转换装置1的继电器切换动作。
124.在图20的时间t30，故障检测部9检测第一臂的故障，故障检测部9将检测到的故障内容通知到外部。而且，继电器控制部8接收由故障检测部9检测和通知的故障内容，并根据故障内容实施继电器的切换动作。由于在时间t30的故障内容是第一臂部的故障，所以继电器控制部8根据图9所示的流程图的处理，在时间t31切换第二至第六继电器控制部的导通和断开。
125.继电器控制部8在时间t32将第一继电器5从导通切换到断开，并且结束继电器的切换动作。此外，由于从时间t31到时间t32处于线圈绕组端子间短路状态，并且旋转电机3中产生再生制动，因此在时间t31先实施相应的继电器的导通，然后快速地使从导通切换到断开的继电器断开，将再生制动的发生抑制到最小，从而能将旋转电机3的旋转变动抑制到最小。
126.臂部驱动信号切换部20在继电器控制部8的继电器切换动作结束后，基于利用继电器控制部8进行的从第一继电器5到第六继电器18的导通和断开的状态，在时间t33通过栅极信号截止切换部24切换各臂部的开关元件4的栅极驱动信号。
127.图20示出了如下的示例，通过栅极信号截止切换部24使第一臂部的栅极驱动信号截止，将第二臂部的栅极驱动信号从对于旋转电机3的v相线圈的臂部的栅极驱动信号切换为对于u相线圈的臂部的栅极驱动信号，将第三臂部的栅极驱动信号从对于旋转电机3的w相线圈的臂部的栅极驱动信号切换为对于v相线圈的臂部的栅极驱动信号，将第四臂的栅极驱动信号从截止状态切换为对于旋转电机3的w相线圈的臂部的栅极驱动信号。然后，从时间t24起，功率转换装置1能够再次进行功率转换动作。此外，若将栅极信号截止切换部24配置在模块7的附近，则能将臂部的栅极驱动信号的布线长度的变化抑制到最小，并且能将因栅极布线的切换而引起的栅极上升沿时间和下降沿时间的变化抑制到最小。
128.如上所述，在实施方式6的功率转换装置包括数量比旋转电机的绕组端子数要少一个的臂部，该臂部与直流电源连接，由开关元件构成的臂部的外部连接点44经由继电器
与旋转电机的线圈绕组端子连接，由于经由两个继电器向两个不同的系统的上述线圈绕组端子供电，所以各臂部兼具冗余臂的功能，能够断开检测出异常的臂部，切换继电器，继续功率转换动作。
129.由于以仅与特定的线圈绕组端子连接的方式来切换臂部，并且根据继电器的切换状态来切换臂部的驱动信号，因此能避免切换目标错误。
130.由于由开关元件4构成的臂部兼具冗余臂的功能，并且是经由第一继电器5和第一继电器6向两个不同的系统的所述线圈绕组端子供电的方式，因此能使包括继电器和冗余臂在内的各相臂部标准化和模块化，并且能降低冗余臂的追加结构所花费的成本。由于臂部兼具冗余臂的功能，因此模块7的臂部和旋转电机3的线圈绕组端子之间的布线能进行简化而不会交叉，并且能使功率转换装置1小型化。
131.此外，能配置成使从各臂部到旋转电机3的线圈绕组端子的布线距离相等，若使布线阻抗匹配，则即使在臂部发生故障之后，功率转换装置的发热和辐射噪声也不会改变，在线圈绕组之间不产生电流干扰的情况下，能继续功率转换动作。
132.当感应电流流过旋转电机3的线圈绕组时，继电器控制部8在继电器的切换动作中先实施继电器的导通，因而能避免因电流路径的断开而引起的感应电压的跃升，并且将因继电器切换引起的对旋转电机3的旋转变动的影响抑制到最小。当在向旋转电机3供电的过程中检测到开关元件4的故障时，功率转换装置1在继电器的切换动作之前停止臂部的驱动，因而能避免因继电器的切换而导致的臂部错误短路。
133.以上，所说明的功率转换装置1可以具有在各个臂部和直流电源2之间分别加入熔断器的结构。即使如果在臂部发生短路故障的情况下，利用熔断器仅使发生了故障的臂部的短路电流路径断开，因此在短路电流切断之后，也能利用剩余的臂部继续功率转换动作。
134.本技术虽然记载了各种示例性的实施方式及实施例，但在一个或多个实施方式中所记载的各种特征、形态、及功能并不限于适用于特定的实施方式，也可单独地或进行各种组合地适用于实施方式。因此，可以认为未例示出的无数变形例也包含在本技术说明书所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个结构要素进行变形的情况，添加至少一个结构要素的情况或省略至少一个结构要素的情况，还包含提取出至少一个结构要素并与其他实施方式的结构要素进行组合的情况。标号说明
135.1功率变换装置，2直流电源，3、33旋转电机，4开关元件，5第一继电器，6第二继电器，7、70、71模块，8继电器控制部，9故障检测部，10电流控制部，11机械触点部，12控制端子，15第三继电器，16第四继电器，17第五继电器，18第六继电器，20臂部驱动信号切换部、21栅极驱动电路、22电平移位器、23选择器、24栅极信号截止切换部、25栅极截止部、40mos
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fet、41第一布线、42第二布线、43第三布线、44外部连接点、45输出点、46连接端子、80第一臂部、81第二臂部、、82第三臂部、、83第四臂部、、100、101控制装置。