(57)【要約】【課題】  インバータを試験するに当たり、適切な回転数、回転方向で試験できるインバータ試験装置等を提供する。【解決手段】  インバータ試験装置１０は、第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２の２台をセットしてこれらの試験を行う装置である。このインバータ試験装置１０は、ＤＣ電源１１と３相の第１モータ１２と第２モータ１３とを有する。また、これら２つのモータの回転軸１４、１５は動力分配機構１６で結合されている。さらに、回転軸１５は回転駆動力伝達機構１７を通して負荷装置２１にも接続されている。ここで、動力分配機構１６の第３回転軸１８が回転軸固定装置１９で固定されているため、回転軸１４、１５の駆動力の一部が負荷装置２１で消費され、適切な回転数に調整して試験を行うことができる。【選択図】  図１
2005245133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直流端子と第１交流端子とを有する第１インバータ及び第２直流端子と第２交流端子とを有する第２インバータの少なくともいずれかを試験するインバータ試験装置であって、
上記第１インバータの第１直流端子及び第２インバータの第２直流端子に接続する直流電源と、
上記第１インバータの第１交流端子と接続する第１モータと、
上記第２インバータの第２直流端子と接続する第２モータと、
上記第１モータ第１回転軸と第２モータの第２回転軸との間に介在して、
ギア機構により、一方のモータの回転軸の回転駆動力を、
他方のモータの回転軸に伝えると共に、
第３回転軸にも分配して伝えられる動力分配機構であって、
上記第３回転軸が固定された
動力配分機構と、
上記第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を消費する負荷機構と、
を備えるインバータ試験装置。
【請求項２】
第１直流端子と第１交流端子とを有する第１インバータ及び第２直流端子と第２交流端子とを有する第２インバータを試験するインバータ試験装置であって、
上記第１インバータの第１直流端子及び第２インバータの第２直流端子に接続する直流電源と、
上記第１インバータの第１交流端子と接続する第１モータと、
上記第２インバータの第２直流端子と接続する第２モータと、
上記第１モータの第１回転軸と第２モータの第２回転軸との間に介在して、
ギア機構により、一方のモータの回転軸の回転駆動力を、
他方のモータの回転軸に伝えると共に、
第３回転軸にも分配して伝えられる
動力分配機構と、
上記第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を消費する負荷機構と、
所定の回転数で上記第３回転軸を回転させる回転装置と、
を備えるインバータ試験装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインバータ試験装置であって、
前記第１インバータ及び第２インバータは、
一対で使用され、
互いに最大出力電力が異なる
インバータである
インバータ試験装置。
【請求項４】
請求項３に記載のインバータ試験装置であって、
前記負荷機構は、
前記第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を出力軸の回転駆動力として取り出す回転駆動力伝達機構と、
上記出力軸の回転駆動力を消費する負荷装置と、を含み、
前記第１モータ、第２モータ、動力分配機構及び上記回転駆動力伝達機構は、前記第１インバータ及び第２インバータで駆動されることが予定されている前記ハイブリッド自動車または電気自動車の走行用モータ、動力分配機構及び回転駆動力伝達機構である
インバータ試験装置。
【請求項５】
インバータの試験方法であって、
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、
上記第１インバータの出力試験と第２インバータの出力試験を同時に行うステップと、
を備えるインバータの試験方法。
【請求項６】
インバータの製造方法であって、
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、
上記第１インバータの出力試験と第２インバータの出力試験を同時に行うステップと、
を備えるインバータの製造方法。
【請求項７】
インバータの試験方法であって、
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、
上記一方のインバータの出力する交流電力の少なくとも一部を上記他方のインバータで回生しつつ、上記一方のインバータの出力試験を行うステップと、
を備えるインバータの試験方法。
【請求項８】
インバータの製造方法であって、
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、
上記一方のインバータの出力する交流電力の少なくとも一部を上記他方のインバータで回生しつつ、上記一方のインバータの出力試験を行うステップと、
を備えるインバータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの特性等を試験するインバータ試験装置、インバータの試験方法及びインバータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電圧を交流電圧に変換するインバータは、多様な用途に使用されている。
近年では、ハイブリッド式や電気式の自動車において、バッテリから走行用モータに電力を供給するのにも用いられている。
【０００３】
ところで、このようなインバータの製造過程あるいは製造後に、最大出力試験など各種の特性試験を行うに当たっては、予めインバータに各種の負荷装置を接続しておき、インバータから出力される電力を負荷装置で消費させるものが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この負荷装置としては、モータで回転駆動力に変換した後、その回転駆動力を水車などの負荷によって消費する方法が考えられる。
一方、対になった二つのインバータについて試験をする場合には、第１のインバータを第１のモータに、第２のインバータを第２のモータに接続し、一方のインバータの出力により一方のモータを回転させる。そして、その回転軸の回転駆動力を、他方のモータの回転軸に伝え、さらに他方のインバータで電力回生すると共に、動力分配機構を用いて第３回転軸にも分配して伝える。そして、第３回転軸の回転駆動力を負荷機構によって消費する方法が考えられる。しかしながら、このようにして試験を行うと、インバータによるモータ制御では回転数制御ではなく、トルク制御のため、動力分配機構における各回転軸のトルク（回転トルクまたは負荷トルク）のバランスによって各回転軸の回転数が変動してしまう。
例えば、この試験装置で、第２のモータによる第２回転軸の回転トルクが、第１のモータによる第１回転軸の回転トルク及び第３回転軸の負荷トルクに比べて小さい場合を想定する。すると、本来ならば第１回転軸のトルクが第３回転軸に伝わって負荷でエネルギーとして消費して欲しいのであるが、実際には、第１回転軸のトルクは、負荷トルクよりも小さい回転トルクで回ろうとしている第２回転軸に対して多く伝わる。このため、第２モータでは、自身が発生する第２回転軸の回転トルクよりも大きなトルクが外部から掛けられることになって、本来の向きとは逆向きに回転し、さらに第１モータは正転、第２モータは逆転で回転数がより増大する。一方、負荷では、当初想定した回転駆動力が消費されない状態になる。そうすると、第１モータの発生トルクに対する負荷が不足することになり、第１モータの回転数が上がってしまうなど、第１、第２モータを、安定した回転数に保持して試験を行うことができなくなる。さらに極端な場合には、第１モータが最大許容回転数を超えて回転する虞もある。またさらに、第２モータも、第１モータによる駆動力が加えられるため、逆向きあるいは正向きの最大許容回転数を超えて回転する虞もある。
このように、上記試験装置では各回転軸を安定した回転数に保持してインバータの試験を行えないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、二つの第１インバータ及び第２インバータの少なくともいずれかを試験をするに当たり、二つのモータと負荷機構を使って、各回転軸を安定した回転数に保持して試験できるインバータ試験装置を提供すること、さらには、適切なインバータの試験方法及びインバータの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その第１の解決手段は、第１直流端子と第１交流端子とを有する第１インバータ及び第２直流端子と第２交流端子とを有する第２インバータを少なくともいずれかを試験するインバータ試験装置であって、上記第１インバータの第１直流端子及び第２インバータの第２直流端子に接続する直流電源と、上記第１インバータの第１交流端子と接続する第１モータと、上記第２インバータの第２直流端子と接続する第２モータと、上記第１モータ第１回転軸と第２モータの第２回転軸との間に介在して、ギア機構により、一方のモータの回転軸の回転駆動力を、他方のモータの回転軸に伝えると共に、第３回転軸にも分配して伝えられる動力分配機構であって、上記第３回転軸が固定され、または所定回転数に回転を保持される動力配分機構と、上記第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を消費する負荷機構と、を備えるインバータ試験装置である。
【０００７】
本発明のインバータ試験装置では、第１モータと第２モータとの間にはギア機構による動力分配機構が介在する。しかも、第３回転軸は固定されているため、第１モータと第２モータの回転数の比は動力分配機構におけるギア機構で決まるギア比に固定される。さらに、第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を負荷機構で消費するため、この負荷の大きさによって、第２モータの回転数が決められる。すると、第１モータの回転数も決めることができる。したがって、第１モータと第２モータの回転数を所定の値にコントロールしつつ、第１インバータと第２インバータの試験をすることができる。
【０００８】
かくして、本発明のインバータ試験装置では、第１モータ及び第２モータの回転数を一定に保持することができるため、安定した条件のもとでインバータの試験を行うことができる。
また、負荷機構の負荷量を調整することにより、以下の組み合わせで試験を行うことができる。
（１）第１インバータと第２インバータを共に力行動作させ、負荷機構でエネルギーを全て消費する。
（２）第１インバータを力行動作させる一方、第２インバータを回生動作させてエネルギーの一部を回生し、負荷機構で残る一部のエネルギーを消費する。
（３）第２インバータを力行動作させる一方、第１インバータを回生動作させてエネルギーの一部を回生し、負荷機構で残る一部のエネルギーを消費する。
さらに、第２インバータの最大出力電力が第１インバータの最大出力電力よりも大きい場合は、上記（２）において、負荷機構でエネルギーを消費させることなく全てのエネルギーを回生できる一方、（３）では負荷機構によるエネルギー消費が必須になる。
このように両方の出力を同時に出力したり、一方を回生させたりというように多様な試験を容易にでき、しかも、動力分配機構のギア比に従って、一方のモータの回転数を決めることで他方のモータの回転数も決めて、一定条件で試験ができるので適切な試験ができる。
【０００９】
なお、動力分配機構としては、例えば、遊星歯車装置を用いることができる。具体的には、例えば、内歯車（リングギア）を第１の回転軸に、太陽歯車（サンギア）を第２の回転軸に、遊星歯車（プラネットギア）群の腕やキャリア（プラネタリアキャリア）を第３の回転軸とする遊星歯車装置が挙げられる。
また、負荷機構としては、第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を消費できればよく、例えば、タイヤの回転を摩擦によって抑制できるようにした負荷、水抵抗や水車、水をくみ上げるポンプなどが挙げられる。また、第２回転軸にもモータ（発電機）を接続し、さらにこのモータの交流出力をコンバータにより直流に変換して電力回生したり、電力を直流電源に戻すあるいは第１インバータあるいは第２インバータで使用したりすることもできる。このようにすると、さらに、試験時の電力消費を抑制することができる。
【００１０】
また、他の解決手段は、第１直流端子と第１交流端子とを有する第１インバータ及び第２直流端子と第２交流端子とを有する第２インバータを試験するインバータ試験装置であって、上記第１インバータの第１直流端子及び第２インバータの第２直流端子に接続する直流電源と、上記第１インバータの第１交流端子と接続する第１モータと、上記第２インバータの第２直流端子と接続する第２モータと、上記第１モータの第１回転軸と第２モータの第２回転軸との間に介在して、ギア機構により、一方のモータの回転軸の回転駆動力を、他方のモータの回転軸に伝えると共に、第３回転軸にも分配して伝えられる動力分配機構と、上記第２モータの第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を消費する負荷機構と、  所定の回転数で上記第３回転軸を回転させる回転装置と、を備えるインバータ試験装置である。
【００１１】
前項の発明では、動力分配機構の第３回転軸が固定されているため、第１モータの第１回転軸と第２モータの第２回転軸の回転数の比が動力分配機構におけるギア機構で決まるギア比で固定されている。また、一方の回転軸の回転方向によって、他方の回転軸の回転方向が一意に決まることになる。例えば、第１回転軸が正転（第１インバータが正転力行）している場合、第２回転軸は逆転（第２インバータが逆転力行）する。したがって、インバータの試験において、第１及び第２回転軸をともに正転（第１及び第２インバータをともに正転力行）させるなど回転方向を選択できないという問題があった。
【００１２】
本発明のインバータ試験装置では、第１モータの第１回転軸と第２モータの第２回転軸との間に介在している動力分配機構の第３回転軸を、回転装置で所定の回転数に保持する。これにより、第３回転軸を固定した場合に比して、第３回転軸の回転数の分だけ、第１回転軸の回転数と第２回転軸の回転数をそれぞれシフトさせることができる。したがって、第３回転軸の回転数を適切に設定することにより、例えば、第１及び第２回転軸を共に正転させるというように、第１、第２回転軸の回転数及び回転方向の設定を自由に行うことができる。
【００１３】
かくして、第３回転軸の所定の回転数を適切な値とすることで、第１モータと第２モータ（第１インバータと第２インバータ）を様々な状態に設定して、適切な状態で試験を行うことができる。従って、用途、試験項目に合った試験を容易に行うことができる。
【００１４】
さらに、上記記載のインバータ試験装置であって、第１インバータ及び第２インバータは、一対で使用され、互いに最大出力電力が異なるインバータであるインバータ試験装置とすると良い。
【００１５】
本発明のインバータ試験装置では、試験される第１、第２インバータが一対で使用されるものである為、対を成すもの同士で試験を行うことで、実際の使用時の状態に、より近づけた状態で使用することができる。しかも、第１、第２インバータの最大出力電力が異なっていても、この試験装置ならば、いずれのインバータについても最大出力状態まで試験を行うことができる。
【００１６】
さらに、上記インバータ試験装置であって、前記負荷機構は、前記第２回転軸の回転駆動力の少なくとも一部を出力軸の回転駆動力として取り出す回転駆動力伝達機構と、    上記出力軸の回転駆動力を消費する負荷装置と、を含み、前記第１モータ、第２モータ、動力分配機構及び上記回転駆動力伝達機構は、前記第１インバータ及び第２インバータで駆動されることが予定されているハイブリッド自動車または電気自動車の走行用モータ、動力分配機構及び回転駆動力伝達機構であるインバータ試験装置とすると良い。
【００１７】
本発明のインバータ試験装置では、負荷機構は回転駆動力伝達機構と負荷装置を含む。さらに、第１モータ、第２モータ、動力分配機構、及び、負荷機構のうちの回転駆動力伝達機構として、第１、第２インバータがHVやEVに組み込まれたときに、これで駆動することが予定されている、走行用モータ、動力分配機構及び回転駆動力伝達機構を用いている。このため、この試験装置を用いると、実際にHVなどに搭載したのと同様の条件で第１、第２インバータを試験することができるから、より適切な試験を行うことができる。また、実際にHV等に搭載した場合に近い試験結果が得られるなど、適切な試験結果を得ることができる。
【００１８】
さらに、インバータの試験方法であって、前記のいずれか１項に記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、上記第１インバータの出力試験と第２インバータの出力試験を同時に行うステップと、を備えるインバータの試験方法とすると良い。
【００１９】
本発明のインバータの試験方法では、前述のインバータ試験装置に第１、第２インバータをセットし、同時に２台の出力試験を行う。この際、２台のインバータを試験装置に１度にセットして、出力試験も同時に行うので、１台ずつ試験に供するよりも、試験にかかる時間を短縮できる。
【００２０】
さらに、インバータの製造方法であって、前記のいずれか１項に記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、上記第１インバータの出力試験と第２インバータの出力試験を同時に行うステップと、を備えるインバータの製造方法とすると良い。
【００２１】
本発明のインバータの製造方法では、前述のインバータ試験装置に第１、第２インバータをセットし、同時に２台の出力試験を行う。この際、２台のインバータを試験装置に１度にセットして、出力試験も同時に行うので、１台ずつ試験に供するよりも、試験にかかる時間を短縮できる。したがって、このインバータの製造方法によれば、インバータの製造コストを抑制し、また製造期間の短縮に資する事ができる。
【００２２】
さらに、インバータの試験方法であって、前記のいずれか１項に記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、上記一方のインバータの出力する交流電力の少なくとも一部を上記他方のインバータで回生しつつ、上記一方のインバータの出力試験を行うステップと、を備えるインバータの試験方法とすると良い。
【００２３】
本発明のインバータの試験方法では、前述のインバータ試験装置に第１、第２インバータをセットし、いずれか一方のインバータについて出力試験を行う。この際、一方のインバータから出力する交流電力の少なくとも一部を他方のインバータで回生する。このため、回生された分だけ、各インバータの出力試験において消費する電力（エネルギー）を抑制することができる。また、２台のインバータを試験装置に１度にセットするので、１台ずつ試験に供するよりも、試験にかかる時間を短縮できる。
【００２４】
さらに、インバータの製造方法であって、請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のインバータ試験装置に前記第１インバータおよび第２インバータをセットするステップと、上記一方のインバータの出力する交流電力の少なくとも一部を上記他方のインバータで回生しつつ、上記一方のインバータの出力試験を行うステップと、を備えるインバータの製造方法であると良い。
【００２５】
本発明のインバータの製造方法では、前述のインバータ試験装置に第１、第２インバータをセットし、いずれか一方のインバータについて出力試験を行う。この際、一方のインバータから出力する交流電力の少なくとも一部を他方のインバータで回生する。このため、回生された分だけ、各インバータの出力試験において消費する電力（エネルギー）を抑制することができる。また、２台のインバータを試験装置に１度にセットするので、１台ずつ試験に供するよりも、試験にかかる時間を短縮できる。したがって、このインバータの製造方法によれば、インバータの製造コストを抑制し、また製造期間の短縮に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を実施例１及び実施例２を用いて説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明の第１の実施例にかかるインバータ試験装置、インバータの試験方法及び製造方法を、図１、図２及び図３を参照して説明する。インバータ試験装置（以下、単に試験装置ともいう）１０は、第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２の２台をセットしてこれらの試験を行う装置である。このインバータ試験装置１０は、ＤＣ電源１１と３相の第１モータ１２と第２モータ１３とを有する。また、これら２つのモータの回転軸１４、１５は動力分配機構１６で結合されていて、動力分配機構１６の第３回転軸１８は回転軸固定装置１９により固定されている。さらに、第２回転軸１５には回転駆動力伝達機構１７が接続されていて、回転駆動力伝達機構１７には負荷装置２１の出力軸１７ｅが接続されている。
【００２８】
第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、直流電力を３相交流電力に変換し、また、３相交流電力を直流電力に変換することもできる。この第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は一対で使用され、互いに最大出力電力が異なる。本例では、ＩＮＶ２の最大出力電力がＩＮＶ１の最大出力電力よりも大きいとする。これらのインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、いずれもＨＶあるいはＥＶに搭載し、走行用モータを駆動するためのインバータであり、一対で使用される。
なお、第１、第２モータ１２、１３は、第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２と共に、ＨＶあるいはＥＶに搭載する走行用モータを流用したものである。
【００２９】
試験にあたっては、このインバータ試験装置１０に第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２の２台をセットし、インバータの第１直流端子Ｐ１、Ｐ２及び第２直流端子Ｎ１、Ｎ２をそれぞれＤＣ電源１１に接続する。また、第１インバータＩＮＶ１の第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を第１モータ１２と接続し、第２インバータＩＮＶ２の第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を第２モータ１３と接続する。
【００３０】
第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、それぞれ、図２に示す回路を主要回路とする公知のインバータである。即ち、第１直流端子Ｐ１、Ｎ１間には、コンデンサＣのほか、スイッチング素子ＳＵＡ、ＳＵＢ、ＳＶＡ、ＳＶＢ、ＳＷＡ、ＳＷＢが配置され、図示しない制御回路によって、これらのスイッチング素子ＳＵＡ等のゲートをオンオフさせることで、ＰＷＭ制御された３相の交流出力が第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に出力される。本例では、スイッチング素子ＳＵＡ等に、ＩＧＢＴを用いた。しかし、スイッチング素子ＳＵＡ等としては、このほかに、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ等のスイッチング素子を用いることもできる。また、各スイッチング素子ＳＵＡ等を保護するため、正電圧が印加される直流端子Ｐ１側をカソードとする６つのダイオードＤＵＡ、ＤＵＢ、ＤＶＡ、ＤＶＢ、ＤＷＡ、ＤＷＢが各スイッチング素子ＳＵＡ等と並列に接続されている。
【００３１】
なお、この第１インバータＩＮＶ１等は、コンバータとしても機能する。即ち、第１インバータＩＮＶ１の第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に３相の交流電圧を印加すると、各ダイオードＤＵＡ等によって整流され、第１直流端子Ｐ１、Ｎ１から、直流出力を得ることができる。
また、第２インバータＩＮＶ２も同様であり、第２直流端子Ｐ２、Ｎ２に直流電圧を印加すると第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２からＰＷＭ制御された３相の交流出力が得られ、逆に、第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に３相の交流電圧を印加すると、第２直流端子Ｐ２、Ｎ２から直流出力を得ることができる。
【００３２】
さらに、この試験装置１０は、２つのモータの回転軸１４、１５との間に、動力分配機構１６を有する。そして、この動力分配機構１６は、２つのモータ１２、１３のうちいずれか一方で発生した回転駆動力を他方のモータに伝えるだけでなく、第３回転軸１８にも回転駆動力を分配して伝える。
【００３３】
ここで、試験装置１０に用いる２つのモータ１２、１３及び動力分配機構１６の構造について図３を参照して説明する。本実施例１では、動力分配機構１６として、遊星歯車機構を用いている。図３（ａ）は軸線に沿う縦断面図であり、図３（ｂ）は軸線に直交するＡ−Ａ’断面図である。第１モータ１２のリング状のステータ１２ａ内には、ロータ１２ｂが回転自在に保持されている。このロータ１２ｂから延びる第１回転軸１４は、縦断面コ字状（図３（ａ）参照）で内周に歯車を形成したリングギア３１に接続している。一方、第２モータ１３のリング状のステータ１３ａ内には、ロータ１３ｂが回転自在に保持されている。このロータ１３ｂから延びる第２回転軸１５は、外周に歯車を形成してなるサンギア３２に接続している。また、第２モータ１３のロータ１３ｂは内部に貫通孔１３ｃを有する円筒状であり、この貫通孔１３ｃ内部を第３回転軸１８が貫通している。この第３回転軸１８は、プラネタリキャリア３４に結合している。このプラネタリキャリア３４は、リングギア３１とサンギア３２とにそれぞれ歯合してサンギア３２の周囲を公転するプラネットギア３３を、回転自在に保持している。
【００３４】
なお、この試験装置１０では、第３回転軸１８は回転軸固定装置１９によって固定されているので、２つのモータの第１回転軸１４と第２回転軸１５とは互いに逆方向に回転し、２つの回転軸１４、１５の回転数の比は動力分配機構におけるギア機構で決まるギア比に固定される。
【００３５】
また、この試験装置１０では、第２回転軸１５が回転駆動力伝達機構１７に接続され、回転駆動力の一部が負荷装置２１に伝達される。
さらに、この試験装置１０では、第１モータ１２、第２モータ１３、第１回転軸１４、第２回転軸１５、動力分配機構１６、回転動力伝達機構１７及び第３回転軸１８を一体化したトランスアクスル装置２２を使用している。このうち、回転駆動力伝達機構１７は、第２回転軸１５に取り付けられたギア１７ａ、これに従動するギア１７ｂ、このギア１７ｂと共に回転する回転軸１７ｃ、この回転軸１７ｃに結合するディファレンシャルギア１７ｄ，これに接続する出力軸１７ｅ及び１７ｆからなる。なお、ここで使用しているトランスアクスル装置２２は、ＨＶあるいはＥＶに搭載する実際の部品を流用したものである。
【００３６】
図4に参照される水車を使用した負荷装置２１は、容器２８に貯えた水や油などの液体ＬＱを出力軸１７ｅの周囲に固定されたフィン２７によってかき混ぜることにより、エネルギーを消費する負荷装置である。この負荷装置２１では、容器２８に貯えられる液体ＬＱの量（熱容量）や放熱面積が十分であれば、冷却装置が不要であるため、簡易な負荷装置である。
なお、液体ＬＱの液面高さを変化させることにより、負荷の大きさを変えることができるようになっている。また、容器２８内に浸漬して配置してあるヒータ２９によって液体ＬＱの温度を変化させることにより、その粘度を変化させても負荷の大きさを調整することができる。さらに、フィン２７の枚数や出力軸１７ｅに対する取り付け角度、液体ＬＱと接触する面積などを選択することでも、負荷の大きさを選択することができる。
なお、本実施例では、負荷として水車を使用したが、回転駆動力を消費するものであれば、他のものでも良い。
【００３７】
本実施例１では、このような構造を有する２つのモータ１２、１３、動力分配機構１６、回転駆動力伝達機構１７及び負荷装置２１を用いた。従って、例えば、第２モータ１３を駆動した場合、回転軸１５の回転駆動力は、回転駆動力伝達機構１７を通じて負荷装置２１で、そのエネルギーの一部が消費されると共に、動力分配機構１６に伝えられる。さらに、動力分配機構１６の第３回転軸１８が固定されているため、伝えられた駆動力は動力分配機構１６における損失を除けば、全て回転軸１４を通じて第１モータ１２に伝えられる。この場合、第１モータ１２と第２モータ１３の回転数は動力分配機構１６におけるギア機構で決まるギア比に固定される。
【００３８】
この場合の第１回転軸１４、第２回転軸１５、第３回転軸１８の回転数の関係について、図５を参照して説明する。
図５の横軸方向はギア比、縦軸方向は回転数を示し、左端の縦軸が第１回転軸１４の回転数、中央の縦軸が第３回転軸１８の回転数、右端の縦軸が第２回転軸１５の回転数を示す共線図である。動力分配機構１６で結合された第１回転軸１４の回転数Ｎ１、第２回転軸１５の回転数Ｎ２及び第３回転軸１８の回転数Ｎ３は常に一直線上に並ぶ性質を有する。さらに各軸の回転数は各軸の回転トルク又は負荷トルクのバランスにより決定される。本試験装置１０では、第３回転軸１８が回転軸固定装置１９によって固定されているため、第３回転軸１８の回転数Ｎ３は常にＮ３＝０となる。一方、第１回転軸１４の回転数Ｎ１と第２回転軸１５の回転数Ｎ２は第３回転軸１８の回転数Ｎ３を支点として直線上に並ぶ。点線で示された直線６１は第２回転軸１５の負荷装置２１を要因とする負荷が小さい場合である。ここで、負荷装置２１を要因とする負荷を大きくすると、第２回転軸１５の回転数Ｎ２は回転トルクが小さくなり、Ｎ２’に移行するため、第１回転軸１４の回転数Ｎ１も実線で示された直線６２上に並ぶようにＮ１’へと移行する。このように、負荷装置２１における負荷の大きさを調整することにより、第１回転軸１４の回転数及び第２回転軸１５の回転数を調整することができる。
【００３９】
このインバータ試験装置１０を用いて、第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の試験を以下のようにして行う。まず、第１インバータＩＮＶ１を駆動して、第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１から３相の交流電圧を発生させると共に、第２インバータＩＮＶ２も駆動して、第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２から３相の交流電圧を発生させる。すると、これを印加された第１、第２モータ１２、１３のそれぞれの回転軸１４、１５に回転駆動力が発生する。さらに、これらの回転駆動力は、動力分配機構１６で合成されると共に、第２モータの回転軸１５に接続された回転駆動力伝達機構１７と出力軸１７ｅを経由して負荷装置２１に伝わる。そして、負荷装置２１ではこの回転駆動力のエネルギーが消費される。
ここで、負荷装置２１の負荷条件を変動させると、第１回転軸１４と第２回転軸１５に加わる負荷トルクが変動する。そうすると、各回転軸の回転トルクと負荷トルクのバランスが変動するため、各回転軸の回転数が変動する。即ち、負荷装置２１の諸条件を調整することにより、各回転軸の回転数を調整することができる。
このように、このインバータ試験装置１０では、回転軸１４、１５の回転数を所定の値にコントロールしつつ、試験を行うことができる。
【００４０】
さらに、第１インバータＩＮＶ１を駆動して、第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１から３相の交流電圧を発生させる。すると、これを印加された第１モータ１２のロータ１２ｂが回転し、第１回転軸１４も回転する。さらに、動力分配機構１６で結合された第２回転軸１５も回転する。その際、接続された回転駆動力伝達機構１７と出力軸１７ｅを通じて負荷装置２１で一部のエネルギーが消費される。第２回転軸１５に接続された第２モータ１３には、第２回転軸１５の回転によりロータ１３ｂが回転するので、発電機として働くことなり、第２モータ１３からは、３相交流電圧が出力される。この３相の交流電圧は、第２インバータＩＮＶ２の第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に印加される。すると、第２インバータＩＮＶ２はコンバータとして機能し、第２直流端子Ｐ２、Ｎ２から直流電力を出力する。
第１インバータＩＮＶ１からは、このような挙動をする第１、第２モータ１２、１３及び第２インバータＩＮＶ２は負荷として見えるから、通常通りの出力試験を行うことができる。一方、得られた直流電力は、ＤＣ電源１１に回生されると共に、第１インバータＩＮＶ１で再び利用できることができる。
【００４１】
つまり、このインバータ試験装置１０を用いた場合、第１インバータＩＮＶ１の出力試験において出力された交流出力電力のうち、第１、第２モータ１２、１３や第２インバータＩＮＶ２における損失と回転軸１５から回転駆動力伝達機構１７と出力軸１７ｅを通じて負荷装置２１で消費されたエネルギーを除いた分は、第２インバータＩＮＶ２を用いて、ＤＣ電源１１側に回生することができる。従って、第１インバータＩＮＶ１から出力された交流出力電力の全てを抵抗などによって消費していた場合に比して、第１インバータＩＮＶ１の出力試験の際に消費する電力を抑制することができる。また、第１インバータＩＮＶ１と第２インバータＩＮＶ２の最大出力電力が異なる場合も、第２モータ１２の回転軸１５に適当な負荷がかかるよう負荷装置２１の諸条件を調整することにより、第２インバータＩＮＶ２の最大出力電力を越えないように制御して試験を行うことができる。
また、上述の試験によって、第１インバータＩＮＶ１の出力試験を行うことができると共に、第２インバータＩＮＶ２について、ダイオードＤＵＡ等の動作の試験などコンバータとしての動作試験を併せて行うことができる。
【００４２】
次いで、上記とは逆に第２インバータＩＮＶ２について、出力試験を行う場合について説明する。出力試験として、第２インバータＩＮＶ２を駆動して、第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２から３相の交流電圧を発生させる。すると、第２モータ１３が回転し、第１モータ１２も回転する。これにより、第１モータ１２からは、３相交流電圧が出力され、第１インバータＩＮＶ１の第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に印加される。すると、第１インバータＩＮＶ１は第１直流端子Ｐ１、Ｎ１から直流電力を出力する。
第２インバータＩＮＶ２からは、このような挙動をする第１、第２モータ１２、１３及び第１インバータＩＮＶ１は、負荷として見えるから、通常通りの出力試験を行うことができる。一方、得られた直流電力は、ＤＣ電源１１に回生されると共に、第２インバータで再び利用することができる。
【００４３】
この場合にも、第２インバータＩＮＶ２の出力試験において出力された交流出力電力のうち、第１、第２モータ１２、１３や第１インバータＩＮＶ１における損失と第２回転軸１５から回転駆動力伝達機構１７と出力軸１７ｅを通じて負荷装置２１で消費されたエネルギーを除いた分は、第１インバータＩＮＶ１を用いて、ＤＣ電源１１側に回生することができる。従って、第２インバータＩＮＶ２から出力された交流出力電力の全てを抵抗などによって消費していた場合に比して、第２インバータＩＮＶ２の出力試験の際に消費する電力を抑制することができる。また、第１インバータＩＮＶ１と第２インバータＩＮＶ２の最大出力電力が異なる場合も、第２モータ１３の第２回転軸１５に適当な負荷がかかるよう負荷装置２１の諸条件を調整することにより、第１インバータＩＮＶ１の最大出力電力を越えないように制御して試験を行うことができる。
また、上述の試験によって、第２インバータＩＮＶ２の出力試験を行うことができると共に、第１インバータＩＮＶ１について、ダイオードＤＵＡ等の動作の試験などコンバータとしての動作試験を併せて行うことができる。
【００４４】
かくして、この試験装置１０を用いることで、２台のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２のいずれについても、試験を行うことができる。
また、この試験装置１０では、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を同時にセットして一対で試験を行うことができるので、個々のインバータをセット、試験、取り外しを行うよりも、試験に要する時間を短縮でき、試験効率を向上させることができる。
【００４５】
さらに、この試験装置１０では、第２モータ１２の回転軸１５に適当な負荷がかかるよう負荷装置２１の諸条件を調整することにより、回転軸１４、１５に接続されている第１モータ１２、第２モータ１３の回転数を各々の最大許容回転数を超えない範囲で、所定の回転数に保持することができる。さらに、第１、第２モータ１２、１３の回転数を調整することにより、これらに接続されている２台のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２についても、最大許容出力又は回生動作時の最大許容入力を超えないよう設定することができる。
従って、この試験装置１０では、最大出力電力が互いに異なる一対のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ2を試験する場合でも、負荷装置２１の諸条件を調整することにより、適切かつ安全にインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の試験を行うことができる。
【００４６】
特に、このような試験をインバータの製造過程において半完成の状態、あるいは完成後の状態で行う場合には、多数のインバータについて次々に試験を行う必要がある。従って、インバータの製造過程において、この試験装置を用いて試験を行うと、試験に要するコストや試験に用いる時間を短縮化し、インバータの製造コストを抑制し、製造期間の短縮を図ることができる。
【実施例２】
【００４７】
次いで、実施例２にかかるインバータ試験装置５０及びインバータの試験方法、製造方法について、図６を参照して説明する。本実施例２の試験装置５０は、実施例１にかかる試験装置１０と同様に、ＤＣ電源１１、第１、第２モータ１２、１３、動力分配機構１６、回転駆動力伝達機構１７及び負荷装置２１を有する。
【００４８】
試験にあたっては、このインバータ試験装置５０に第１、第２インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の２台をセットし、インバータの第１直流端子Ｐ１、Ｐ２及び第２直流端子Ｎ１、Ｎ２をそれぞれＤＣ電源１１に接続する。また、第１インバータＩＮＶ１の第１交流端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を第１モータ１２に接続し、第２インバータＩＮＶ２の第２交流端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を第２モータ１３に接続する。
【００４９】
さらに、この試験装置５０は、動力分配機構１６の第３回転軸１８にエンジン５１が接続されている。また、エンジン５１は制御手段５２により、第３回転軸１８に掛かる回転トルクの大きさにかかわらず、一定回転になるように制御されている。
このため、本実施例２では、このように動力分配機構１６の第３回転軸１８を一定回転で駆動しているので、第１モータ１２の第１回転軸１４の回転数と第２モータ１３の第２回転軸１５の回転数をシフトさせることができる。
【００５０】
この場合の第１回転軸１４、第２回転軸１５、第３回転軸１８の回転数の関係について、図７を参照して説明する。
図５と同様の横軸方向はギア比、縦軸方向は回転数を示し、左端の縦軸が第１回転軸１４の回転数、中央の縦軸が第３回転軸１８の回転数、右端の縦軸が第２回転軸１５の回転数を示す共線図である。動力分配機構１６で結合された第１回転軸１４の回転数Ｎ１、第２回転軸１５の回転数Ｎ２及び第３回転軸１８の回転数Ｎ３は常に一直線上に並ぶ性質を有する。さらに、各軸の回転数は各軸の回転トルク又は負荷トルクのバランスにより決定される。
点線で示される直線７１は、第３回転軸１８の回転数Ｎ３＝０の状態である。また、第１回転軸１４の回転数Ｎ１と第２回転軸１５の回転数Ｎ２は第３回転軸１８の回転数Ｎ３を支点として直線上に並んでいる。なお、この状態において、第１回転軸１４は本来の方向に対して逆回転している。
ここで、エンジン５１によって、第３回転軸１８を回転数Ｎ３’に一定に保つと、実線の直線７２で示される関係に移行することになり、第１回転軸１４の回転数Ｎ１をＮ１’に、第２回転軸１５の回転数Ｎ２をＮ２’にそれぞれシフトさせることができる。さらに、第１回転軸１４の回転数Ｎ１’について見ると、回転方向が負方向(逆転)から正方向(正転)に変化している。
【００５１】
このように、本実施例２の試験装置５０は、前述した試験装置１０と同様にして使用する上、さらに、第１インバータＩＮＶ１と第２インバータＩＮＶ２の回転方向と回転数を自由に設定することができる。例えば、前述した試験装置１０で、第２インバータＩＮＶ２を正転力行させた場合について考察する。ここで、第１インバータＩＮＶ１の出力容量が第２インバータＩＮＶ２の出力容量よりも小さいものとする。そうすると、図５に説明する共線図から判るように、出力容量が小さい第１インバータＩＮＶ１は逆転力行する。このため、本来は２つのインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２とも正転力行で試験したい場合であっても、試験装置１０ではこのような試験をすることはできない。
【００５２】
これに対して、本実施例２の試験装置５０では、エンジン５１と制御手段５２を備えるため、上述の場合でも適切に試験を行うことができる。即ち、第３回転軸１８を上記の装置で適切な回転数に保持することにより、第１インバータＩＮＶ１の回転方向を逆転でなく、正転とすることができる。このように、この試験装置５０では、２つのインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の回転数、回転方向を所望の条件に設定して試験を行うことができるので、実際の使用状態に即した条件など、より適切な条件下でインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の試験を行うことができる。
【００５３】
特に、このような試験をインバータの製造過程において半完成の状態、あるいは完成後の状態で行う場合には、多数のインバータについて次々に試験を行う必要がある。従って、インバータの製造過程において、この試験装置を用いて試験を行うと、試験に要するコストや試験に用いる時間を短縮化し、インバータの製造コストを抑制し、製造期間の短縮を図ることができる。
【００５４】
以上において、本発明を実施例１及び２に即して説明したが、本発明は上記実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１及び２(図１及び図６参照)においては、負荷装置として、負荷装置２１を用いた場合を示したが、タイヤの回転を摩擦によって抑制できるようにした負荷、水抵抗や水車、水をくみ上げるポンプ、発電機などを使用しても良い。
さらに、上記実施例等では、試験対象のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２として、ＨＶやＥＶに搭載して走行用モータを駆動する車載用のインバータについて例示したが、インバータであれば他の機器に用いるものなどいずれのものでも、同様に試験を行うことができる。一方、２つのインバータを１つのケースに収納すると取り扱いが容易となる。このような場合には、特に本発明の試験装置を用いることが好ましい。一つのケースに収納された対となる２つのインバータについて試験を行うことができるからである。
また、実施例１等では、試験に供するインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２として、３相交流電圧を出力するインバータを示したが、これに限らず、単相あるいは５相などの多相交流電圧を出力するインバータでも、同様の構成の試験装置で試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１にかかるインバータ試験装置にインバータをセットしたとき、状態を示す説明図である。
【図２】インバータの主要回路部を示す回路図である。
【図３】実施例１及び２にかかり、動力分配機構の構成を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図４】負荷として水車を用いた場合の説明図である。
【図５】実施例１にかかる各回転軸の回転数の関係を示す共線図である。
【図６】実施例２にかかるインバータ試験装置にインバータをセットしたとき、状態を示す説明図である。
【図７】実施例２にかかる各回転軸の回転数の関係を示す共線図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０、５０  インバータ試験装置
１１  ＤＣ電源（直流電源）
１２  第１モータ
１２ａ  第１モータのステータ
１２ｂ  第１モータのロータ
１３  第２モータ
１３ａ  第２モータのステータ
１３ｂ  第２モータのロータ
１４  第１回転軸
１５  第２回転軸
１６  動力分配機構
１７  回転駆動力伝達機構
１７ａ、１７ｂ  （回転駆動力伝達機構の）ギア
１７ｃ  （回転駆動力伝達機構の）回転軸
１７ｄ  （回転駆動力伝達機構の）ディファレンシャルギア
１７ｅ、１７ｆ  （回転駆動力伝達機構の）出力軸
１８  第３回転軸
１９  回転軸固定装置
２２  トランスアクスル装置
２１  負荷装置
２７  フィン
２８  容器
２９  ヒータ
ＬＱ  液体
３１  リングギア
３２  サンギア
３３  プラネットギア
３４  プラネタリアギア
ＩＮＶ１  第１インバータ
ＩＮＶ２  第２インバータ
Ｐ１、Ｎ１  （第１インバータの）第１直流端子
Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１  （第１インバータの）第１交流端子
Ｐ２、Ｎ２  （第２インバータの）第２交流端子
Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２  （第２インバータの）第２交流端子
ＳＵＡ、ＳＵＢ、ＳＶＡ、ＳＶＢ、ＳＷＡ、ＳＷＢ  （インバータの）スイッチング素子
ＤＵＡ、ＤＵＢ、ＤＶＡ、ＤＶＢ、ＤＷＡ、ＤＷＢ  （インバータの）ダイオード
【図１】
2005245133.tif 000003
【図２】
2005245133.tif 000004
【図３】
2005245133.tif 000005
【図４】
2005245133.tif 000006
【図５】
2005245133.tif 000007
【図６】
2005245133.tif 000008
【図７】
2005245133.tif 000009