JP2021132500A - Motor drive system - Google Patents

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Abstract

To provide a motor drive system which enables simplification of a device configuration and reduction of costs.SOLUTION: A motor drive system includes: motor drive devices; and a cooling device which circulates a cooling medium to the motor drive devices to cool the motor drive devices. Each motor drive device includes a heating component, a radiator which cools the heating component, and a passage which is connected to the radiator and in which the cooling medium circulates. The passage of each motor drive device is connected to the passage of the adjacent motor drive device so as to communicate with each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ駆動装置及び冷却装置を備えるモータ駆動システムに関する。 The present invention relates to a motor drive system including a motor drive device and a cooling device.

工作機械等のモータを駆動するモータ駆動装置は、駆動電流を生成するための部品として、パワー半導体素子を備えている。パワー半導体素子は、作動中に発熱する部品（以下、「発熱部品」ともいう）であるため、モータの運転中、冷却する必要がある。発熱部品を冷却する手法として、例えば、ファンモータを用いた送風等による空冷の他、流路に冷却媒体を流通させる液冷が知られている（例えば、特許文献１参照）。 A motor drive device that drives a motor such as a machine tool includes a power semiconductor element as a component for generating a drive current. Since a power semiconductor element is a component that generates heat during operation (hereinafter, also referred to as a “heat generating component”), it is necessary to cool the power semiconductor element during operation of the motor. As a method for cooling a heat-generating component, for example, in addition to air cooling by blowing air using a fan motor or the like, liquid cooling in which a cooling medium is circulated in a flow path is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００１−１３６７５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-136756

冷却媒体を用いる液冷は、空冷に比べて、発熱部品の温度上昇の抑制が容易である。そのため、例えば、熱膨張等の熱に関する問題点の改善を図ることができる。
しかし、複数のモータ駆動装置を備えた構成において、冷却媒体により放熱部品を冷却する場合、冷却装置からそれぞれのモータ駆動装置に冷却媒体を流通させるための配管を個別に設ける必要がある。そのため、発熱部品を冷却媒体により液冷する構成においては、システム構成が複雑になる、コストが増加する等が課題となっていた。 Liquid cooling using a cooling medium makes it easier to suppress the temperature rise of heat-generating components than air cooling. Therefore, for example, it is possible to improve problems related to heat such as thermal expansion.
However, in a configuration including a plurality of motor drive devices, when the heat radiation component is cooled by the cooling medium, it is necessary to individually provide a pipe for distributing the cooling medium from the cooling device to each motor drive device. Therefore, in the configuration in which the heat-generating component is liquid-cooled by the cooling medium, there are problems that the system configuration becomes complicated and the cost increases.

本発明の目的は、システム構成の簡素化及びコストの低減が可能なモータ駆動システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a motor drive system capable of simplifying a system configuration and reducing costs.

本開示の一態様は、モータを駆動する複数のモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置に冷却媒体を循環させることにより冷却する冷却装置と、を備え、前記モータ駆動装置は、発熱部品と、前記発熱部品を冷却する放熱器と、前記放熱器に接続され、内部に冷却媒体が流通する流路と、を備え、複数の前記モータ駆動装置の各々の前記流路は、隣接する前記モータ駆動装置の前記流路と互いに連通するように接続される、モータ駆動システムである。 One aspect of the present disclosure includes a plurality of motor drive devices for driving a motor and a cooling device for cooling by circulating a cooling medium in the motor drive device. A radiator for cooling the heat-generating component and a flow path connected to the radiator for the cooling medium to flow inside are provided, and each of the flow paths of the plurality of motor drive devices is adjacent to the motor drive device. It is a motor drive system connected to the flow path of the above so as to communicate with each other.

本発明によれば、システム構成の簡素化及びコストの低減が可能なモータ駆動システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a motor drive system capable of simplifying the system configuration and reducing the cost.

実施形態におけるモータ駆動装置１０の構成図である。It is a block diagram of the motor drive device 10 in embodiment. ヒートシンクアッセンブリ１００の斜視図である。It is a perspective view of the heat sink assembly 100. ヒートシンクアッセンブリ１００の平面図である。It is a top view of the heat sink assembly 100. ヒートシンク本体１３０の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the heat sink body 130. モータ駆動ユニット１１におけるヒートシンクアッセンブリ１００の接続形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the connection form of the heat sink assembly 100 in the motor drive unit 11. モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを調整する制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process process of the control which adjusts the drive current limit level of a motor drive device 10.

以下、本発明に係るモータ駆動システムの実施形態について説明する。
本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解のしやすさを考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。
図１は、本実施形態におけるモータ駆動システム１の構成図である。図１に示すように、モータ駆動システム１は、モータ駆動装置１０、冷却装置２０、流量センサ３０、放熱能力算出部４０及び駆動電流制御部５０を備えている。また、各モータ駆動装置１０には、モータＭが接続されている。 Hereinafter, embodiments of the motor drive system according to the present invention will be described.
The drawings attached to the present specification are all schematic views, and the shape, scale, aspect ratio, etc. of each part are changed or exaggerated from the actual product in consideration of ease of understanding.
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the motor drive system 1 includes a motor drive device 10, a cooling device 20, a flow rate sensor 30, a heat dissipation capacity calculation unit 40, and a drive current control unit 50. Further, a motor M is connected to each motor drive device 10.

モータ駆動装置１０は、モータＭに駆動電流を出力する装置である。図１では、３台のモータ駆動装置１０が設けられ、それぞれのモータ駆動装置１０が個別に配置されたモータＭにそれぞれ接続された例を示している。３台のモータ駆動装置１０は、隣接して配置されている。以下、３台のモータ駆動装置１０の集合体を「モータ駆動ユニット１１」ともいう。なお、モータ駆動システム１において、モータＭの数は、３台に限らず、２台以下でもよいし、４台以上でもよい。モータ駆動装置１０は、用意されたモータＭの数だけ設置される。 The motor drive device 10 is a device that outputs a drive current to the motor M. FIG. 1 shows an example in which three motor drive devices 10 are provided and each motor drive device 10 is connected to individually arranged motors M. The three motor drive devices 10 are arranged adjacent to each other. Hereinafter, an aggregate of three motor drive devices 10 is also referred to as a "motor drive unit 11". In the motor drive system 1, the number of motors M is not limited to three, and may be two or less, or four or more. Motor drive devices 10 are installed as many as the number of prepared motors M.

各モータ駆動装置１０の放熱能力は、すべて同じである。放熱能力とは、モータＭの駆動時に、モータ駆動装置１０の内部に設けられたヒートシンク本体１３０（後述）において放熱可能な熱量（ｋＷ）の最大値である。後述するように、３台のモータ駆動装置１０のヒートシンク１２０（冷却管１４０）は、冷却装置２０から供給される冷却水Ｗが順に通過するように接続されている。 The heat dissipation capacity of each motor drive device 10 is the same. The heat dissipation capacity is the maximum value of the amount of heat (kW) that can be dissipated in the heat sink main body 130 (described later) provided inside the motor drive device 10 when the motor M is driven. As will be described later, the heat sinks 120 (cooling pipes 140) of the three motor drive devices 10 are connected so that the cooling water W supplied from the cooling device 20 passes in order.

冷却装置２０は、モータ駆動ユニット１１に冷却水Ｗ（冷却媒体）を循環させることにより、各モータ駆動装置１０の内部に設けられたヒートシンク本体１３０を冷却する装置である。冷却装置２０は、冷却水Ｗから熱を吸収する熱交換器（不図示）を備えている。冷却装置２０と各モータ駆動装置１０との間は、冷却水配管２１及び２２により接続されている。冷却水配管２１は、冷却水Ｗを冷却装置２０からモータ駆動ユニット１１に供給するための配管である。冷却水配管２２は、モータ駆動ユニット１１から排出された冷却水Ｗを冷却装置２０に戻すための配管である。 The cooling device 20 is a device that cools the heat sink main body 130 provided inside each motor drive device 10 by circulating cooling water W (cooling medium) in the motor drive unit 11. The cooling device 20 includes a heat exchanger (not shown) that absorbs heat from the cooling water W. The cooling device 20 and each motor driving device 10 are connected by cooling water pipes 21 and 22. The cooling water pipe 21 is a pipe for supplying the cooling water W from the cooling device 20 to the motor drive unit 11. The cooling water pipe 22 is a pipe for returning the cooling water W discharged from the motor drive unit 11 to the cooling device 20.

流量センサ（流量検出部）３０は、冷却装置２０からモータ駆動ユニット１１に供給される冷却水の流量（ｍ３／ｓ）を検出する装置である。流量センサ３０で検出された冷却水の流量値は、放熱能力算出部４０へ送信される。なお、図１では、流量センサ３０を冷却水配管２１に設けた例を示しているが、流量センサ３０は、モータ駆動ユニット１１の運転時に、冷却装置２０から供給される冷却水の流量を検出することができれば、どこに設けられていてもよい。 The flow rate sensor (flow rate detection unit) 30 is a device that detects the flow rate (m 3 / s) of the cooling water supplied from the cooling device 20 to the motor drive unit 11. The flow rate value of the cooling water detected by the flow rate sensor 30 is transmitted to the heat dissipation capacity calculation unit 40. Although FIG. 1 shows an example in which the flow rate sensor 30 is provided in the cooling water pipe 21, the flow rate sensor 30 detects the flow rate of the cooling water supplied from the cooling device 20 during the operation of the motor drive unit 11. If possible, it may be installed anywhere.

放熱能力算出部４０は、モータ駆動ユニット１１の放熱能力を算出する。放熱能力算出部４０は、流量センサ３０で検出された冷却水Ｗの流量に基づいて、３台のモータ駆動装置１０の合計の放熱能力（熱量）を、モータ駆動ユニット１１の放熱能力として算出する。
駆動電流制御部５０は、放熱能力算出部４０で算出された放熱能力に基づいて、モータ駆動ユニット１１を構成する各モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを調整する。駆動電流制限レベルとは、モータ駆動装置１０からモータＭへ供給される駆動電流の上限値である。モータ駆動装置１０において、モータＭを駆動するための駆動電流は、パワー半導体モジュール１１０（後述）を含む駆動回路から出力される。駆動電流制御部５０は、放熱能力算出部４０で算出された放熱能力に基づいて、各モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを同一レベルに調整する。 The heat dissipation capacity calculation unit 40 calculates the heat dissipation capacity of the motor drive unit 11. The heat dissipation capacity calculation unit 40 calculates the total heat dissipation capacity (heat amount) of the three motor drive devices 10 as the heat dissipation capacity of the motor drive unit 11 based on the flow rate of the cooling water W detected by the flow rate sensor 30. ..
The drive current control unit 50 adjusts the drive current limit level of each motor drive device 10 constituting the motor drive unit 11 based on the heat dissipation capacity calculated by the heat dissipation capacity calculation unit 40. The drive current limit level is an upper limit value of the drive current supplied from the motor drive device 10 to the motor M. In the motor drive device 10, the drive current for driving the motor M is output from the drive circuit including the power semiconductor module 110 (described later). The drive current control unit 50 adjusts the drive current limit level of each motor drive device 10 to the same level based on the heat dissipation capacity calculated by the heat dissipation capacity calculation unit 40.

放熱能力算出部４０及び駆動電流制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリを含むマイクロプロセッサにより構成される。放熱能力算出部４０及び駆動電流制御部５０は、所定のアプリケーションプログラムを読みだして実行することにより、各ハードウェアと協働して、後述する機能を実現する。 The heat dissipation capacity calculation unit 40 and the drive current control unit 50 are composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a microprocessor including a memory. The heat dissipation capacity calculation unit 40 and the drive current control unit 50 realize the functions described later in cooperation with each hardware by reading and executing a predetermined application program.

次に、モータ駆動装置１０に設けられたヒートシンクアッセンブリ１００の構成について説明する。
図２は、ヒートシンクアッセンブリ１００の斜視図である。図３は、ヒートシンクアッセンブリ１００の平面図である。図４は、ヒートシンク本体１３０の分解斜視図である。図５は、モータ駆動ユニット１１におけるヒートシンクアッセンブリ１００の接続形態を示す概念図である。なお、図５では、パワー半導体モジュール１１０（後述）の図示を省略している。 Next, the configuration of the heat sink assembly 100 provided in the motor drive device 10 will be described.
FIG. 2 is a perspective view of the heat sink assembly 100. FIG. 3 is a plan view of the heat sink assembly 100. FIG. 4 is an exploded perspective view of the heat sink main body 130. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a connection form of the heat sink assembly 100 in the motor drive unit 11. Note that in FIG. 5, the power semiconductor module 110 (described later) is not shown.

図２に示すように、ヒートシンクアッセンブリ１００は、複数のパワー半導体モジュール１１０と、ヒートシンク１２０とを備えている。パワー半導体モジュール１１０は、図３に示すように、複数のパワー半導体素子（発熱部品）１１１を及びその周辺素子（不図示）が配置されたアッセンブリモジュールである。パワー半導体素子としては、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等の大電流、高耐電圧に対応した半導体素子が挙げられる。なお、図３に示すパワー半導体素子１１１の形状、個数、配置等は一例であり、図示の例に限定されない。パワー半導体モジュール１１０は、図２に示すように、ヒートシンク１２０の冷却面Ｆの上に実装されている。 As shown in FIG. 2, the heat sink assembly 100 includes a plurality of power semiconductor modules 110 and a heat sink 120. As shown in FIG. 3, the power semiconductor module 110 is an assembly module in which a plurality of power semiconductor elements (heat generating components) 111 and peripheral elements (not shown) are arranged. Examples of the power semiconductor element include a semiconductor element such as SiC (silicon carbide) that supports a large current and a high withstand voltage. The shape, number, arrangement, etc. of the power semiconductor elements 111 shown in FIG. 3 are examples, and are not limited to the illustrated examples. As shown in FIG. 2, the power semiconductor module 110 is mounted on the cooling surface F of the heat sink 120.

ヒートシンク１２０は、パワー半導体モジュール１１０（パワー半導体素子１１１）で発生した熱を外部に放熱するための放熱装置である。ヒートシンク１２０は、ヒートシンク本体（放熱器）１３０と、冷却管（流路）１４０と、を備えている。
ヒートシンク本体１３０は、冷却面Ｆに設置されたパワー半導体モジュール１１０を冷却する構造体である。ヒートシンク本体１３０は、水冷板（水冷式の冷却板）として構成されており、内部に冷却管１４０（後述）が収納されている。 The heat sink 120 is a heat radiating device for radiating heat generated by the power semiconductor module 110 (power semiconductor element 111) to the outside. The heat sink 120 includes a heat sink main body (radiator) 130 and a cooling pipe (flow path) 140.
The heat sink body 130 is a structure that cools the power semiconductor module 110 installed on the cooling surface F. The heat sink main body 130 is configured as a water cooling plate (water cooling type cooling plate), and a cooling pipe 140 (described later) is housed therein.

図４に示すように、ヒートシンク本体１３０は、第１冷却板１３１と、第２冷却板１３２と、を備えている。
第１冷却板１３１は、ヒートシンク本体１３０（ヒートシンク１２０）の冷却面Ｆを形成する板状の部材である。第１冷却板１３１は、厚さ方向において、冷却管１４０の半分（図中、上側の半分）が収納される複数の溝１３３を備えている。溝１３３は、第１冷却板１３１の長手方向に沿って設けられている。 As shown in FIG. 4, the heat sink main body 130 includes a first cooling plate 131 and a second cooling plate 132.
The first cooling plate 131 is a plate-shaped member that forms the cooling surface F of the heat sink main body 130 (heat sink 120). The first cooling plate 131 includes a plurality of grooves 133 in which half of the cooling pipe 140 (upper half in the drawing) is housed in the thickness direction. The groove 133 is provided along the longitudinal direction of the first cooling plate 131.

第２冷却板１３２は、冷却管１４０を間に挟んで、第１冷却板１３１とは反対側に配置される板状の部材である。第２冷却板１３２は、厚さ方向において、冷却管１４０の残りの半分（図中、下側の半分）が収納される複数の溝１３４を備えている。溝１３４は、第２冷却板１３２の長手方向に沿って設けられている。第１冷却板１３１の溝１３３と第２冷却板１３２の溝１３４は、ヒートシンク１２０を平面視した場合に、一致する位置に設けられている。 The second cooling plate 132 is a plate-shaped member arranged on the opposite side of the first cooling plate 131 with the cooling pipe 140 sandwiched between them. The second cooling plate 132 includes a plurality of grooves 134 in which the other half (lower half in the drawing) of the cooling pipe 140 is housed in the thickness direction. The groove 134 is provided along the longitudinal direction of the second cooling plate 132. The groove 133 of the first cooling plate 131 and the groove 134 of the second cooling plate 132 are provided at the same positions when the heat sink 120 is viewed in a plan view.

第１冷却板１３１及び第２冷却板１３２は、例えば、アルミニウム合金、銅合金等の熱伝導性の高い材料により形成される。図４に示すように、第１冷却板１３１の溝１３３と第２冷却板１３２の溝１３４との間に冷却管１４０を挟み込み、２つの冷却板を接合することにより、ヒートシンク１２０を得ることができる。第１冷却板１３１、第２冷却板１３２及び冷却管１４０は、例えば、ロウ付け、圧入、熱伝導性及び耐熱性を有する接着剤を用いた接着等の手法により接合することができる。なお、図４に示す冷却管１４０の形状等は一例であり、図示の例に限定されない。 The first cooling plate 131 and the second cooling plate 132 are formed of, for example, a material having high thermal conductivity such as an aluminum alloy or a copper alloy. As shown in FIG. 4, the heat sink 120 can be obtained by sandwiching the cooling pipe 140 between the groove 133 of the first cooling plate 131 and the groove 134 of the second cooling plate 132 and joining the two cooling plates. can. The first cooling plate 131, the second cooling plate 132, and the cooling pipe 140 can be joined by a method such as brazing, press-fitting, or bonding using an adhesive having thermal conductivity and heat resistance. The shape and the like of the cooling pipe 140 shown in FIG. 4 is an example, and is not limited to the illustrated example.

冷却管（流路）１４０は、内部に冷却水Ｗが流通するパイプ状の部材である。冷却管１４０は、例えば、銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。図４に示すように、冷却管１４０の入口部１４１には、冷却装置２０（図１参照）から供給された冷却水Ｗ又は上流側のモータ駆動装置１０（ヒートシンク１２０）から排出された冷却水Ｗが流入する。冷却管１４０に流入した冷却水Ｗは、冷却管１４０の内部を流通しながら、主にパワー半導体素子１１１が設けられた位置において、冷却面Ｆの熱を吸収（熱交換）する。冷却管１４０の内部を流通した冷却水Ｗは、出口部１４２から排出され、下流側のモータ駆動装置１０（ヒートシンク１２０）又は冷却装置２０に送られる。なお、図４等に示す冷却水Ｗの流通方向は一例であり、図示の例に限定されない。 The cooling pipe (flow path) 140 is a pipe-shaped member through which the cooling water W flows. The cooling pipe 140 is formed of a material having high thermal conductivity such as copper. As shown in FIG. 4, the inlet portion 141 of the cooling pipe 140 is filled with the cooling water W supplied from the cooling device 20 (see FIG. 1) or the cooling water discharged from the motor drive device 10 (heat sink 120) on the upstream side. W flows in. The cooling water W flowing into the cooling pipe 140 absorbs (heat exchanges) the heat of the cooling surface F mainly at the position where the power semiconductor element 111 is provided while flowing through the inside of the cooling pipe 140. The cooling water W flowing through the inside of the cooling pipe 140 is discharged from the outlet portion 142 and sent to the motor driving device 10 (heat sink 120) or the cooling device 20 on the downstream side. The flow direction of the cooling water W shown in FIG. 4 and the like is an example, and is not limited to the illustrated example.

図５に示すように、３台のモータ駆動装置１０の各ヒートシンクアッセンブリ１００は、隣接する他のヒートシンクアッセンブリ１００と互いに連通するように接続されている。図５では、ヒートシンクアッセンブリ１００の識別を容易にするため、冷却水Ｗの供給側（上流側）から排出側（下流側）に向かって、ヒートシンクアッセンブリ１００の符号を、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃと記載している。 As shown in FIG. 5, each heat sink assembly 100 of the three motor drive devices 10 is connected so as to communicate with another adjacent heat sink assembly 100. In FIG. 5, in order to facilitate identification of the heat sink assembly 100, the reference numerals of the heat sink assembly 100 are indicated from the supply side (upstream side) to the discharge side (downstream side) of the cooling water W as the heat sink assemblies 100A, 100B, 100C. It is described as.

図５に示すように、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａの冷却管１４０の出口部１４２と、ヒートシンクアッセンブリ１００Ｂの冷却管１４０の入口部１４１との間、及び、ヒートシンクアッセンブリ１００Ｂの冷却管１４０の出口部１４２と、ヒートシンクアッセンブリ１００Ｃの冷却管１４０の入口部１４１との間は、それぞれＵ字形配管１５０と配管アダプタ１６０により接続されている。 As shown in FIG. 5, between the outlet portion 142 of the cooling pipe 140 of the heat sink assembly 100A and the inlet portion 141 of the cooling pipe 140 of the heat sink assembly 100B, and the outlet portion 142 of the cooling pipe 140 of the heat sink assembly 100B. The heat sink assembly 100C is connected to the inlet portion 141 of the cooling pipe 140 by a U-shaped pipe 150 and a pipe adapter 160, respectively.

このように、本実施形態のモータ駆動ユニット１１において、３台のモータ駆動装置１０のそれぞれの冷却管１４０は、Ｕ字形配管１５０と配管アダプタ１６０によって、隣接する他のモータ駆動装置１０の冷却管１４０と互いに連通するように接続されている。
また、冷却管１４０の入口部１４１と冷却水配管２１との間、及び、冷却管１４０の出口部１４２と冷却水配管２２との間は、それぞれ配管アダプタ１６０により接続されている。
なお、図５に示す構成において、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃの側面が互いに接触するような構成としてもよい。このような構成とすることにより、Ｕ字形配管１５０の長さをより短くできる。 As described above, in the motor drive unit 11 of the present embodiment, the cooling pipes 140 of the three motor drive devices 10 are the cooling pipes of the other motor drive devices 10 adjacent to each other by the U-shaped pipe 150 and the pipe adapter 160. It is connected to the 140 so as to communicate with each other.
Further, the inlet portion 141 of the cooling pipe 140 and the cooling water pipe 21 and the outlet portion 142 of the cooling pipe 140 and the cooling water pipe 22 are connected by a piping adapter 160, respectively.
In the configuration shown in FIG. 5, the side surfaces of the heat sink assemblies 100A, 100B, and 100C may be in contact with each other. With such a configuration, the length of the U-shaped pipe 150 can be further shortened.

上記構成において、冷却装置２０（図１参照）から冷却水配管２１を介して供給される冷却水Ｗは、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの順に各冷却管１４０の内部を流通しながら、各ヒートシンクアッセンブリ１００に実装されたパワー半導体素子１１１（図３参照）の熱を吸収する。ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの順に流通した冷却水Ｗは、冷却水配管２２を介して冷却装置２０に戻される。冷却装置２０へ戻された冷却水Ｗは、熱交換器（不図示）により熱が吸収されて冷却され、再び冷却水配管２１を介してヒートシンクアッセンブリ１００Ａ〜１００Ｃに供給される。 In the above configuration, the cooling water W supplied from the cooling device 20 (see FIG. 1) via the cooling water pipe 21 flows through the inside of each cooling pipe 140 in the order of the heat sink assemblies 100A, 100B, 100C, and each heat sink. It absorbs the heat of the power semiconductor element 111 (see FIG. 3) mounted on the assembly 100. The cooling water W that has flowed in the order of the heat sink assemblies 100A, 100B, and 100C is returned to the cooling device 20 via the cooling water pipe 22. The cooling water W returned to the cooling device 20 is cooled by absorbing heat by a heat exchanger (not shown), and is again supplied to the heat sink assemblies 100A to 100C via the cooling water pipe 21.

次に、モータ駆動システム１において、モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを調整する制御について説明する。
図６は、モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを調整する制御の処理手順を示すフローチャートである。図６に示す制御は、定期的又は所定のタイミングで実施される。 Next, in the motor drive system 1, control for adjusting the drive current limit level of the motor drive device 10 will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing a control processing procedure for adjusting the drive current limit level of the motor drive device 10. The control shown in FIG. 6 is performed periodically or at a predetermined timing.

図６に示すステップＳ１０１において、流量センサ３０により冷却装置２０からモータ駆動ユニット１１に供給される冷却水Ｗの流量を検出する。
ステップＳ１０２において、放熱能力算出部４０は、流量センサ３０で検出された冷却水Ｗの流量に基づいて、３台のモータ駆動装置１０の合計の放熱能力（熱量）を算出する。
ステップＳ１０３において、駆動電流制御部５０は、放熱能力算出部４０で算出された放熱能力に基づいて、モータ駆動ユニット１１を構成する各モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルを調整する。これにより、各モータ駆動装置１０は、同一の駆動電流制限レベルに設定される。 In step S101 shown in FIG. 6, the flow rate sensor 30 detects the flow rate of the cooling water W supplied from the cooling device 20 to the motor drive unit 11.
In step S102, the heat dissipation capacity calculation unit 40 calculates the total heat dissipation capacity (heat amount) of the three motor drive devices 10 based on the flow rate of the cooling water W detected by the flow rate sensor 30.
In step S103, the drive current control unit 50 adjusts the drive current limit level of each motor drive device 10 constituting the motor drive unit 11 based on the heat dissipation capacity calculated by the heat dissipation capacity calculation unit 40. As a result, each motor drive device 10 is set to the same drive current limit level.

上述した本実施形態のモータ駆動システム１によれば、例えば、以下のような効果を奏する。
本実施形態のモータ駆動ユニット１１において、各モータ駆動装置１０の冷却管（流路）１４０は、隣接する他のモータ駆動装置１０の冷却管１４０と互いに連通するように接続される。これによれば、冷却装置２０から各モータ駆動装置１０に冷却水Ｗを流通させるための配管を個別に設ける従来の構成に比べて、配管数、配管長さを削減できるため、システム構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。 According to the motor drive system 1 of the present embodiment described above, for example, the following effects are obtained.
In the motor drive unit 11 of the present embodiment, the cooling pipes (flow paths) 140 of each motor driving device 10 are connected so as to communicate with each other with the cooling pipes 140 of other adjacent motor driving devices 10. According to this, the number of pipes and the length of the pipes can be reduced as compared with the conventional configuration in which the pipes for circulating the cooling water W from the cooling device 20 to each motor drive device 10 are individually provided, so that the system configuration is simplified. It is possible to reduce the cost and the cost.

本実施形態のモータ駆動システム１によれば、冷却装置２０の仕様を適切に選定することにより、モータ駆動装置１０の冷却能力を制御できる。例えば、放熱能力（最大値）が１００℃で５０ｋＷのモータ駆動装置１０の場合、冷却装置２０からは、この放熱能力に見合った流量又は温度の冷却水Ｗが供給される。このシステムにおいて、モータ駆動装置１０を５０℃で５０ｋＷの放熱能力で運転する場合、２倍の流量又は１／２の温度の冷却水Ｗを供給可能な冷却装置２０を選定すれば、同じモータ駆動装置１０を、実質的に５０℃で５０ｋＷの放熱能力で運転することができる。モータ駆動システム１が複数のモータ駆動装置１０を備える場合には、複数のモータ駆動装置１０の合計の放熱能力に基づいて冷却装置２０を選定すればよい。 According to the motor drive system 1 of the present embodiment, the cooling capacity of the motor drive device 10 can be controlled by appropriately selecting the specifications of the cooling device 20. For example, in the case of the motor drive device 10 having a heat dissipation capacity (maximum value) of 100 ° C. and 50 kW, the cooling device 20 supplies cooling water W having a flow rate or temperature commensurate with the heat dissipation capacity. In this system, when the motor drive device 10 is operated at 50 ° C. with a heat dissipation capacity of 50 kW, the same motor drive can be performed by selecting a cooling device 20 capable of supplying cooling water W having a double flow rate or a temperature of 1/2. The device 10 can be operated at substantially 50 ° C. with a heat dissipation capacity of 50 kW. When the motor drive system 1 includes a plurality of motor drive devices 10, the cooling device 20 may be selected based on the total heat dissipation capacity of the plurality of motor drive devices 10.

本実施形態のモータ駆動システム１によれば、放熱能力算出部４０において、モータ駆動ユニット１１に供給される冷却水Ｗの流量に基づいて、３台のモータ駆動装置１０の合計の放熱能力が算出される。そして、駆動電流制御部５０において、放熱能力算出部４０で算出された放熱能力に基づいて、モータ駆動ユニット１１を構成する各モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルが調整される。これによれば、例えば、冷却装置２０の放熱能力が１０ｋＷ、モータ駆動装置１０の放熱能力（最大値）が５０ｋＷである場合、各モータ駆動装置１０の駆動電流制限レベルが、放熱能力１０ｋＷに相当する駆動電流となるように調整される。これにより、モータ駆動装置１０の放熱能力が最大で５０ｋＷであっても、モータ駆動装置１０からモータＭに対して、放熱能力１０ｋＷに相当する駆動電流が出力される。すなわち、モータ駆動装置１０からは、冷却装置２０の放熱能力を超えないレベルの駆動電流がモータＭに出力される。したがって、本実施形態のモータ駆動システム１によれば、設置されている冷却装置２０の放熱能力に応じた運転が可能となる。 According to the motor drive system 1 of the present embodiment, the heat dissipation capacity calculation unit 40 calculates the total heat dissipation capacity of the three motor drive devices 10 based on the flow rate of the cooling water W supplied to the motor drive unit 11. Will be done. Then, in the drive current control unit 50, the drive current limit level of each motor drive device 10 constituting the motor drive unit 11 is adjusted based on the heat dissipation capacity calculated by the heat dissipation capacity calculation unit 40. According to this, for example, when the heat dissipation capacity of the cooling device 20 is 10 kW and the heat dissipation capacity (maximum value) of the motor drive device 10 is 50 kW, the drive current limit level of each motor drive device 10 corresponds to the heat dissipation capacity of 10 kW. It is adjusted so that the drive current is the same. As a result, even if the heat dissipation capacity of the motor drive device 10 is 50 kW at the maximum, the drive current corresponding to the heat dissipation capacity of 10 kW is output from the motor drive device 10 to the motor M. That is, the motor drive device 10 outputs a drive current at a level that does not exceed the heat dissipation capacity of the cooling device 20 to the motor M. Therefore, according to the motor drive system 1 of the present embodiment, it is possible to operate the installed cooling device 20 according to the heat dissipation capacity.

（変形形態）
実施形態のモータ駆動システム１において、ヒートシンク本体１３０（図２参照）の温度を検出する温度センサ（温度検出部）を設けた構成としてもよい。本構成において、モータ駆動装置１０からモータＭに規定の駆動電流を出力し、その場合のヒートシンク本体１３０の温度を温度センサで検出する。そして、放熱能力算出部４０において、温度センサで検出されたヒートシンク本体１３０の温度に基づいて放熱能力を算出するようにしてもよい。 (Transformed form)
In the motor drive system 1 of the embodiment, a temperature sensor (temperature detection unit) for detecting the temperature of the heat sink main body 130 (see FIG. 2) may be provided. In this configuration, a specified drive current is output from the motor drive device 10 to the motor M, and the temperature of the heat sink body 130 in that case is detected by the temperature sensor. Then, the heat dissipation capacity calculation unit 40 may calculate the heat dissipation capacity based on the temperature of the heat sink main body 130 detected by the temperature sensor.

実施形態では、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃを平面的に隣接するように配置した例について説明したが、ヒートシンクアッセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃは、厚さ方向に並べて配置してもよい。
実施形態では、冷却媒体を冷却水とした例について説明したが、冷却媒体は、水以外の液体、例えば、油、不凍液等でもよいし、窒素等の気体でもよい。
実施形態のヒートシンク本体１３０（液冷）に、ファンモータによる空冷を組み合わせた構成としてもよい。 In the embodiment, an example in which the heat sink assemblies 100A, 100B and 100C are arranged so as to be adjacent to each other in a plane may be described, but the heat sink assemblies 100A, 100B and 100C may be arranged side by side in the thickness direction.
In the embodiment, an example in which the cooling medium is cooling water has been described, but the cooling medium may be a liquid other than water, for example, oil, antifreeze, or a gas such as nitrogen.
The heat sink main body 130 (liquid cooling) of the embodiment may be combined with air cooling by a fan motor.

１：モータ駆動システム、１０：モータ駆動装置、１１：モータ駆動ユニット、２０：冷却装置、３０：流量センサ、４０：放熱能力算出部、５０：駆動電流制御部、１００：ヒートシンクアッセンブリ、１１０：パワー半導体モジュール、１１１：パワー半導体素子、１２０：ヒートシンク、１３０：ヒートシンク本体、１４０：冷却管 1: Motor drive system, 10: Motor drive device, 11: Motor drive unit, 20: Cooling device, 30: Flow sensor, 40: Heat dissipation capacity calculation unit, 50: Drive current control unit, 100: Heat sink assembly, 110: Power Semiconductor module, 111: Power semiconductor element, 120: Heat sink, 130: Heat sink body, 140: Cooling tube

Claims (4)

モータを駆動する複数のモータ駆動装置と、
前記モータ駆動装置に冷却媒体を循環させることにより冷却する冷却装置と、を備え、
前記モータ駆動装置は、
発熱部品と、
前記発熱部品を冷却する放熱器と、
前記放熱器に接続され、内部に冷却媒体が流通する流路と、を備え、
複数の前記モータ駆動装置の各々の前記流路は、隣接する前記モータ駆動装置の前記流路と互いに連通するように接続される、モータ駆動システム。 Multiple motor drive devices that drive motors,
The motor drive device is provided with a cooling device for cooling by circulating a cooling medium.
The motor drive device is
Heat-generating parts and
A radiator that cools the heat generating parts and
It is provided with a flow path connected to the radiator and through which a cooling medium flows.
A motor drive system in which each of the flow paths of the plurality of motor drive devices is connected so as to communicate with the flow paths of the adjacent motor drive devices. 前記放熱器の放熱能力を算出する放熱能力算出部と、
前記放熱能力算出部が算出した放熱能力に基づいて、前記モータ駆動装置の駆動電流制限レベルを調整する駆動電流制御部と、
を備える、請求項１に記載のモータ駆動システム。 A heat dissipation capacity calculation unit that calculates the heat dissipation capacity of the radiator, and
A drive current control unit that adjusts the drive current limit level of the motor drive device based on the heat dissipation capacity calculated by the heat dissipation capacity calculation unit.
The motor drive system according to claim 1. 冷却媒体の流量を検出する流量検出部を備え、
前記放熱能力算出部は、前記流量検出部で検出される冷却媒体の流量に基づいて放熱能力を算出する、請求項２に記載のモータ駆動システム。 Equipped with a flow rate detector that detects the flow rate of the cooling medium
The motor drive system according to claim 2, wherein the heat dissipation capacity calculation unit calculates the heat dissipation capacity based on the flow rate of the cooling medium detected by the flow rate detection unit. 前記放熱器の温度を検出する温度検出部を備え、
前記放熱能力算出部は、モータに規定の駆動電流を出力した場合に前記温度検出部で検出された前記放熱器の温度に基づいて放熱能力を算出する、請求項２に記載のモータ駆動システム。 A temperature detector for detecting the temperature of the radiator is provided.
The motor drive system according to claim 2, wherein the heat dissipation capacity calculation unit calculates the heat dissipation capacity based on the temperature of the radiator detected by the temperature detection unit when a specified drive current is output to the motor.
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