DE102006056893A1

DE102006056893A1 - Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor

Info

Publication number: DE102006056893A1
Application number: DE102006056893A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Wada; Masato Mori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US20070132409A1; US7402968B2; CN100490299C; CN1980045A; FR2894735B1; FR2894735A1; JP2007159353A

Abstract

Ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor enthält: eine Leistungswandlungssektion, die mit einer elektrischen rotierenden Maschine verbunden ist und als ein Generator-Motor arbeitet und die die elektrische rotierende Maschine steuert; eine Kompensationsbetrag-Speichersektion, die eine Kompensation speichert, die fähig ist zum Verbessern von Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine von einer Bezugsposition eines Rotors; eine Positionskompensations-Operationssektion, die eine Kompensationsoperation von Positionsinformation von einer Rotorposition und einem Wert der Kompensationsbetrag-Speichersektion durchführt; eine Leitungsphasen-Speichersektion, die eine leitende Phase zu jeder Ankerwicklung von der Bezugsposition speichert; und eine Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion, die eine Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu jeder Ankerwicklung mit Bezug auf die Leistungswandlungssektion von einem Wert der Positionskompensations-Operationssektion und einem Wert der Leitungsphasen-Speichersektion anweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor mit einer Ankerwicklung und einer Feldwicklung, der hauptsächlich in Fahrzeugen montiert ist, und der als ein elektrischer Motor beim Hochfahren eines Verbrennungsmotors arbeitet, ebenso wie er auch als ein Generator nach einem Start arbeitet.
2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Kürzlich wurden für den Zweck von Umweltschutz oder Verbesserung von Kraftstoffeffizienz Fahrzeuge, die mit einem Verbrennungsmotor und der anderen Leistungsquelle, z.B. einem Generator-Motor ausgerüstet sind, die die so genannten hybriden Fahrzeuge sind, entwickelt und praktisch verwendet. In derartigen Fahrzeugen werden ein Verbrennungsmotor und die andere Leistungsquelle abhängig von Laufbedingungen richtig verwendet. Z.B. gibt es, um unnötigen Kraftstoffverbrauch zur Zeit von Leerlauf zu unterdrücken, die folgende Technik, die als Leerlaufstopp bezeichnet wird. In diesem Leerlaufstopp wird der Verbrennungsmotor in dem Fall gestoppt, dass bei Verkehrssignalen gestoppt wird, und dann wird der Verbren nungsmotor mittels eines Generator-Motors in dem Fall neu gestartet, wo die Absicht zum Starten durch einen Fahrer, wie etwa EIN eines Gaspedals oder AUS eines Bremspedals erfasst wird.
In einem Generator-Motor, der in derartigen Fahrzeugen montiert ist, variiert, da er in dem Zustand zum Geben und Empfangen von Drehmomenten mit Bezug auf einen Verbrennungsmotor montiert ist, die Drehzahl davon zu einem großen Ausmaß wegen Effekten der Gaspedaloperation eines Fahrers oder der Reibung des Verbrennungsmotors. Deshalb wird als ein Typ, der zum Steuern der induzierten Spannung eines Generator-Motors ohne Beachtung der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotor fähig ist, nicht der eingesetzt, in dem ein Permanentmagnet in einem Rotor enthalten ist, sondern es wird ein Feldwicklungstyp eingesetzt, der zum Steuern von Feldströmen fähig ist. Des weiteren wird in Hinsicht von Effizienz ein dreiphasiger Wechselstrom-Synchrongenerator-Motor eingesetzt.
In dieser Hinsicht wird, wenn ein Generator-Motor als ein elektrischer Motor verwendet wird, eine elektrische Leistung dem Generator-Motor über einen Leistungswandler zugeführt, der funktioniert, Gleichstrom von einer Batterie, die in Fahrzeugen montiert ist, zu Wechselstrom zu wandeln. In dem Fall jedoch, wo eine induzierte Spannung, die der Generator-Motor generiert, höher als die Spannung einer Batterie ist, kann irgendwelche elektrische Leistung nicht zu dem Generator-Motor zugeführt werden. Im allgemeinen ist eine induzierte Spannung einer Drehzahl, der Zahl von Ankerwicklungen und einem Hauptmagnetfluss proportional. Da eine Batterie, die in Fahrzeugen zu montieren ist, Auslenkungscharakteristika aufweist, wenn begonnen wird, einen Strom zu dem Generator-Motor zu übertragen, fällt dagegen die Zwischenanschlussspannung einer Batterie im wesentlichen in Proportion zu dem Betrag vom Strom, der zu übertragen ist, ab.
Somit wurde als ein Verfahren zum effizienten Nutzen der Spannung einer Batterie mit diesen Auslenkungscharakteristika ein Verfahren vorgeschlagen, das auf die Verringerung von Schaltverlust oder die Verbesserung einer Spannungsnutzungsrate durch Verringerung der Zahl von Malen einer Umschaltung eines Gleichstrom-/Wechselstrom-Wandlers abzielt, d.h. ein Verfahren zum Anwenden von rechteckigen Wellen mit einer beliebigen Leitungsbreite. Da jedoch lediglich die Breite einer Spannung, die anzulegen ist, gesteuert wird, existiert ein Nachteil dadurch, dass ein Strom nicht genau gesteuert werden kann. Um einen Strom genau zu steuern, gibt es zusätzlich eine bekannte Technik zum Durchführen von PWM- (Impulsbreitenmodulation) Umschalten eines Teils eines Impulses von rechteckigen Wellen. Es wird jedoch ein Gleichrichter-Kondensator benötigt, um das Umschalten durchzuführen, und somit existiert ein Nachteil dadurch, dass geringere Kosten und Verkleinerung nicht erreicht werden können.
Obwohl in der Vergangenheit viele Erfindungen vorgeschlagen wurden, die sich auf Rechteckwellenleitung beziehen, die auf einen bürstenlosen Gleichstrommotor abzielen, ist im wesentlichen eine Einrichtung zum Erfassen einer induzierten Spannung und/oder eine Einrichtung zum Erfassen eines Stroms, der durch einen Anker fließt, erforderlich, was somit für geringere Kosten und Verkleinerung ungeeignet ist. Da im allgemeinen ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Permanentmagneten als ein Rotor ausgerüstet ist, kommt außerdem eine induzierte Spannung, die zu generieren ist, dazu, unter den Bedingungen einer konstanten Drehzahl im wesentlichen konstant zu sein. Ferner werden ähnliche Techniken in dem japanischen Patent Nr. 3183356, dem japanischen Patent Nr. 3333442, dem japanischen Patent Nr. 3574046 und der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 153580/1994 offenbart.
In dem Fall einer Montage in dem Zustand, der zum Geben und Empfangen von Drehmomenten hauptsächlich mit Bezug auf einen Verbrennungsmotor von Fahrzeugen als ein Generator-Motor gemäß der Erfindung fähig ist, wird jedoch, da die Drehzahl wie oben beschrieben zu einem großen Ausmaß variiert, die induzierte Spannung ebenso zu einem großen Ausmaß variiert, was zu einem Problem beeinträchtigter Steuerbarkeit führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde unternommen, um derartige Probleme zu lösen, und hat ein Ziel einer Bereitstellung eines Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors, der zum Steuern eines Hauptmagnetflusses mit einer Feldwicklung fähig ist, und wovon Charakteristika verbessert werden können ohne Veranlassung von Kostenerhöhung bezüglich der Steuerung. einer Anweisung einer Rechteckwellenspannung, die an den Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor angelegt wird, der zum Steuern einer induzierten Spannung fähig ist.

Ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor gemäß der Erfindung umfasst: eine elektrische rotierende Maschine, die eine Ankerwicklung und eine Feldwicklung enthält, und als ein Generator-Motor arbeitet; eine Leistungswandlungssektion, die mit der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine verbunden ist, und eine Funktion hat, die erwähnte elektrische rotierende Maschine zu steuern; Positionserfassungsmittel zum Erfassen einer Rotorposition der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine; eine Kompensationsbetrag-Speichersektion, die einen Kompensationsbetrag speichert, der fähig ist zum Verbessern von Charakteristika der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine von einer Bezugsposition eines Rotors der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine; eine Positionskompensations-Operationssektion, die eine Kompensationsoperation von Positionsinformation von einem Wert des erwähnten Positionserfassungsmittels und einem Wert der erwähnten Kompensationsbetrag-Speichersektion durchführt; eine Leitungsphasen-Speichersektion, die eine leitende Phase zu jeder Ankerwicklung der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine von der Bezugsposition der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine speichert; und eine Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion, die eine Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu jeder Ankerwicklung der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine mit Bezug auf die erwähnte Leistungswandlungssektion von einem Wert der erwähnten Positionskompensations-Operationssektion und einem Wert der erwähnten Leitungsphasen-Speichersektion anweist; und worin Charakteristika der erwähnten elektrischen rotierenden Maschine verbessert werden.

Gemäß dem Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor der Erfindung ist es möglich, eine Operationszeitperiode durch Vorhandensein einer Kompensationsbetrag-Speichersektion zu verkürzen, worin Kompensationsbeträge von einer Bezugsposition eines Rotors gespeichert sind, ist es möglich, Charakteristika einer elektrischen rotierenden Maschine, die auf eine nichtlineare Art und Weise variieren, mit Werten der Kompensationsbetrag-Speichersektion zu ergänzen, und somit ist es möglich, die gesamten Charakteristika des Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zu verbessern. Des weiteren ist in diesem Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor gemäß der Erfindung kein Ankerstrom-Erfassungsmittel erforderlich.

Die vorangehenden und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher, wenn in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer Verbindung, wenn ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeug angewendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine integrale Einheit einer elektrischen rotierenden Maschine und einer Leistungswandlungssektion in dem Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zeigt, in dem EIN/AUS-Befehle jeder Phase einer Ankerwicklung zu der Leistungswandlungssektion gemäß der ersten Ausführungsform übertragen werden.
4 ist eine Grafik, die ein Operationsverfahren einer Positionskompensations-Operationssektion in der ersten Ausführungsform erläutert.
5 ist eine charakteristische Grafik, die Charakteristika einer induzierten Spannung des Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zeigt.
6 ist eine charakteristische Grafik, die Charakteristika eines Antriebsdrehmomentes des Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zeigt.
7 ist eine charakteristische Grafik, die ein Beispiel von optimalen Kompensationsbeträgen der Position eines Rotors mit Bezug auf Drehzahlen zeigt.
8 ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zu der Generierung von EIN/AUS-Befehlen jeder Phase einer Ankerwicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine charakteristische Grafik, die eine Beziehung zwischen Phasenkompensationsbeträgen (Versatzbeträgen) und generierten Drehmomenten zeigt, wenn ein Feldstrom konstant ist.
10 ist eine charakteristische Grafik, die eine Beziehung zwischen Anwendungsspannungen und Kompensationsbeträgen einer Kompensationsspeichersektion zeigt.
11 ist ein Diagramm, das eine andere Kompensationsbetrag-Speichersektion gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zeigt, in dem Feldstrom-Steuerbefehle zu einer Leistungswandlungssektion gemäß einer dritten Ausführungsform übertragen werden.
13 ist ein Diagramm, das eine Feldstrom-Befehlsspeichersektion gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zu der Generierung von EIN/AUS-Befehlen jeder Phase einer Ankerwicklung und einer Feldwicklung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ausführungsform 1.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Verbindung, wenn ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor, der eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung ist, auf ein Fahrzeug an gewendet wird. In der Zeichnung befinden sich ein Verbrennungsmotor 101, z.B. ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor, die als eine Antriebsquelle agieren, und ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor 102 in dem Zustand, der zum Geben und Empfangen von Drehmomenten fähig ist, miteinander direkt gekoppelt oder über ein Verbindungsmittel 104, wie etwa einen Riemen oder eine Rolle. Des weiteren ist der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor 102 mit einer Batterie 103 elektrisch verbunden. Es ist wünschenswert, dass diese Batterie 103 eine Batterie ist, die auch durch andere Fahrzeuglasten verwendet wird, oder eine dedizierte Batterie für den Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Rumpf einer elektrischen rotierenden Maschine 105 zeigt, der mit einer Leistungswandlungssektion versehen ist, worin eine elektrische rotierende Maschine und eine Leistungswandlungssektion in dem Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor gemäß der ersten Ausführungsform eine integrale Einheit bilden. Wie in 2 gezeigt, ist der Rumpf der elektrischen rotierenden Maschine 105, der mit einer Leistungswandlungssektion versehen ist, aus einer elektrischen rotierenden Maschine (Generator-Motor) 200, der aus einer dreiphasigen Ankerwicklung 201 in Y-Verbindung oder Δ-Verbindung (sie ist des weiteren nicht auf drei Phasen begrenzt, sondern kann auch zwei Phasen oder sechs Phasen sein) und einer Feldwicklung 202 gebildet wird, und einer Leistungswandlungssektion 110 mit einer Steuerfunktion davon aufgebaut.
Wegen der Integration der elektrischen rotierenden Maschine 200 und der Leistungswandlungssektion 110 gibt es die folgenden Vorteile. Wegen einer Verdrahtung zwischen der Ankerwicklung 201 oder der Feldwicklung 202 ist die Leistungswandlungssektion 110 die kürzeste, wobei somit bewirkt wird, dass ein Verdrahtungsabfall vermindert wird, und eine begrenzte Spannung effektiv verwendet werden kann, und Charakteristika werden verbessert. Da die Verdrahtung zwischen einer Ankerwicklung 201 und einer Leistungswandlungssektion 110 normalerweise mit Drähten eines großen Durchmessers hergestellt wird, sieht eine derartige kürzeste Verdrahtung des weiteren viele Vorteile in Anbetracht von Gewicht, Kosten und Zuverlässigkeit vor.
Die Leistungswandlungssektion 110 ist der so genannte dreiphasige Inverter (er ist des weiteren nicht auf einen dreiphasigen Inverter begrenzt, sondern kann ein zweiphasiger Inverter oder ein sechsphasiger Inverter basierend auf der Ankerwicklung sein). Diese Leistungswandlungssektion 110 ist aufgebaut aus sechs Leistungswandlungs-Schaltelementen 220a bis 220c und 221a bis 221c, die mit jeder Phase der Ankerwicklung 201 der elektrischen rotierenden Maschine 200 verbunden sind; einer Ansteuerschaltung 210, die diese Schaltelemente ansteuert; einem Feldwicklungsstrom-Schaltelement 211, das mit der Feldwicklung 202 der elektrischen rotierenden Maschine 200 verbunden ist; und einer Flywheel-Diode 212. Die Batterie 103 legt eine Zwischenanschlussspannung P-N davon an einen Gleichstromanschluss der Leistungswandlungssektion 110 an. Die Ansteuerschaltung 210 ist angeordnet, die Schaltelemente 220a bis 220c und 221a bis 221c für Leistungswandlung, und das Feldwicklungsstrom-Schaltelement 211 anzusteuern, um Steuerungen durchzuführen, wie etwa Antrieb und Leistungserzeugung der elektrischen rotierenden Maschine 200.
3 bezieht sich auf die erste Ausführungsform, und ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zeigt, in dem EIN-/AUS-Befehle jeder Phase der Ankerwicklung zu der Leistungswandlungssektion übertragen werden. 4 ist eine Grafik, die das Operationsverfahren einer Positionskompensations-Operationssektion in der ersten Ausführungsform zeigt. Es wird nun eine Beschreibung Schritt für Schritt durchgeführt. Zuerst wird mittels eines Positionserfassungsmittels 121, wie in einer oberen Grafik von 4 gezeigt, eine Position Θ₁ eines Rotors der elektrischen rotierenden Maschine 200 erhalten. Außerdem steht in oberen, mittleren und unteren Grafiken von 4 die Abszissenachse für die Zeit, und die Ordinatenachse steht für Winkel. Es ist wünschenswert, dass das Positionserfassungsmittel 121 hierin das eine ist, das Positionsinformation mit Sensoren erhält, wie etwa Koordinatenwandlern, Kodierern, Hall-Elementen oder beliebigen anderen, die Positionsinformation aus elektrischen Charakteristika, wie etwa induzierten Spannungen, schätzen. Je kleiner des weiteren eine Auflösung von Positionsinformation erhalten wird, desto genauer wird eine Steuerung aus dem nächsten Term durchgeführt.
Wie in 2 gezeigt, wird, da die Leistungswandlungssektion 110 mit der elektrischen rotierenden Maschine 200 integriert ist, in dem Fall einer Verwendung eines Sensors als das Positionserfassungsmittel 121 eine Verdrahtung zu der Leistungswandlungssektion 110 die kürzeste, wobei somit ermöglicht wird, Gewichtseinsparung, geringere Kosten und höhere Zuverlässigkeit zu erreichen. Bezüglich Positionsinformation eines Rotors der elektrischen rotierenden Maschine 200, muss in dem Fall, wo eine Position von dem Steuerursprung (z.B. ein Nulldurchgangsanstieg einer induzierten Spannung der U-Phase) eine absolute Position ist, ein Versatzbetrag Θ₃ einer Versatzoperationssektion 123 0° sein, und somit ist kein Versatz enthalten. Andererseits muss in dem Fall, wo eine Position von dem Steuerursprung (z.B. ein Nulldurchgangsanstieg einer induzierten Spannung der U-Phase) eine relative Position ist, wie in der mittleren Grafik von 4 gezeigt, ein Versatzbetrag der Versatzoperationssektion 123 eine Verlagerung Θ₃ von dem Steuerursprung sein (z.B. in dem Fall, wo die Position 50°, die von der Nulldurchgangsanstiegsposition einer induzierten Spannung der U-Phase verlagert ist, 0° von Θ₁ ist, ist dann Θ₃ = 50°).
Somit wird in dem ersteren Fall eine Operation leichter. In dem letzteren Fall kann, wenn z.B. Sensoren als Positionserfassungsmittel 121 verwendet werden, ungeachtet einer Genauigkeit einer montierten Position oder einer Genauigkeit einer Bearbeitung, genaue Positionsinformation durch Einbeziehung von Versatz erhalten werden, wobei somit ermöglicht wird, Verkleinerung und höhere Zuverlässigkeit bei geringen Kosten zu erreichen. Wenn ein Sensor montiert wird, ohne Positionsabgleich in einem Montageschritt durchzuführen, wird dann des weiteren Rotation extern gegeben, und der Versatzbetrag von Positionen des Sensors, der montiert wird, wird mit induzierten Spannungen kalkuliert, die in dieser Zeit generiert werden, irgendein Schritt für z.B. komplizierte Positionsabgleiche in dem Montageprozess wird unnötig, was zu einer Verbesserung von Produktivität führt. Außerdem können Effekte der Verlagerung eines Sensors durch die Kompensation in der Versatzoperationssektion 123 absorbiert werden.
Nun wird eine Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 beschrieben, die ein wesentlicher Teil der Erfindung ist. In der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 werden, um Charakteristika einer elektrischen rotierenden Maschine 200 zu verbessern, Versatzbeträge von dem Steuerursprung bezüglich Positionen eines Rotors gespeichert. In diesem Prinzip werden Beschreibungen mit Verweis auf 5 und 6 durchgeführt. 5 ist eine charakteristische Grafik, die Charakteristika einer induzierten Spannung eines Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zeigt. Parameter sind Feldströme, die durch die Feldwicklung zu übertragen sind, und es gibt eine Beziehung von If1 < If2 < If3. Wenn z.B. ein Feldstrom eingestellt ist, in If3 konstant zu sein, wird eine induzierte Spannung im wesentlichen in Proportion erhöht, während eine Drehzahl an steigt. Wenn sich die Drehzahl erhöht, wird es deshalb eine Beziehung von "die Zwischenanschlussspannung Vdc einer Batterie < der induzierten Spannung" geben, und somit kann kein Strom durch die Ankerwicklung der elektrischen rotierenden Maschine übertragen werden. Da es Charakteristika "keine Kompensation" von 6 gibt, verringert sich entsprechend das Antriebsdrehmoment von dem Punkt einer gewissen Drehzahl stark. Außerdem ist 6 eine charakteristische Grafik, die Charakteristika eines Antriebsdrehmomentes eines Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zeigt.
Um dies zu bewältigen, wird in dem Fall eines Antriebs (elektrische Operation) die Phase einer Spannung, die an eine Ankerwicklung anzulegen ist, mehr als die Phase einer induzierten Spannung vorgeschoben (eine Stromphase wird vorgeschoben), um in einer optimalen Stromphase zu sein, wodurch ein Antriebsdrehmoment bis zu einer höheren Geschwindigkeit erzeugt werden kann. Wenn der Kompensationsbetrag ein positiver Wert ist, zeigen sich entsprechend Charakteristika von "Kompensation vorhanden" von 6. In dem Fall einer Verwendung einer elektrischen rotierenden Maschine als einen elektrischen Generator ist es vorzuziehen, da die oben erwähnte Kompensation umgekehrt ist (positive Werte und negative Werte sind umgekehrt, um eine Stromphase zu verzögern), dass unterschiedliche Kompensationsbeträge bei Antrieb bzw. Leistungserzeugung eingestellt werden, oder der Kompensationsbetrag bei Leistungserzeugung auf der Basis des Kompensationsbetrags beim Antrieb bewirkt wird. Durch Vorhandensein unterschiedlicher Kompensationsbeträge beim Antrieb und bei Leistungserzeugung ist es möglich, in jedem Modus optimale Charakteristika zu erhalten. Wenn der Kompensationsbetrag bei Leistungserzeugung auf der Basis des Kompensationsbetrags beim Antrieb bewirkt wird, ist des weiteren weniger Speicherkapazität oder weniger Kalibrierungsoperation im Vergleich mit dem Fall von Vorhandensein unterschiedlicher Kompensati onsbeträge beim Antrieb und bei Leistungserzeugung erforderlich.
Um eine Operation dieses Kompensationsbetrags durchzuführen, wird ein Kompensationsbetrag Θ₂, der in der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 gespeichert ist, gelesen, und wird zu der Positionskompensations-Operationssektion 126 eingegeben. In der Positionskompensations-Operationssektion 126 wird mit einer Position Θ₁ eines Rotors (obere Grafik von 4), die durch das Positionserfassungsmittel 121 erfasst wird, wie oben beschrieben, und einem Versatzbetrag Θ₃ Positionsinformation nach der Versatzoperation, die in einer mittleren Grafik von 4 gezeigt wird, erhalten. Mit Bezug auf diese Positionsinformation wird ein Kompensationsbetrag Θ₂ der Kompensationsbetrag-Speichersektion 126 addiert, um Positionsinformation Θ_new zu erhalten, nachdem die Positionskompensationsoperation (in einer unteren Grafik von 4 gezeigt) erhalten ist. Auf diese Art und Weise wird kein besonderes Stromerfassungsmittel benötigt. Außerdem kann auch in einer beliebigen elektrischen rotierenden Maschine der gleichen Ankerwicklungsspezifikation ein Antriebsdrehmoment bis zu in einer hohen Geschwindigkeit in dem Fall eines Antriebsmodus erzeugt werden, und Leistungserzeugung kann von in einer geringen Geschwindigkeit in dem Fall eines Leistungserzeugungsmodus gestartet werden. 7 zeigt den Fall vom Antrieb, und ist eine charakteristische Grafik, die ein Beispiel optimaler Kompensationsbeträge [Grad] von Positionen eines Rotors mit Bezug auf Drehzahlen Nmg [U/min] zeigt. Kompensationsbeträge (Versatzbeträge) erhöhen sich, während sich Drehzahlen erhöhen. In diesem Beispiel wird ein Kompensationsbetrag Θ₂ der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 gespeichert, 30° zu sein, wodurch Positionsinformation Θ_new nach der Positionskompensationsoperation erhalten wird, um zum Erzeugen eines Antriebsdrehmomentes bis zu in einer hohen Geschwindigkeit in dem Fall vom Antrieb zu sein.
Danach wird Positionsinformation Θ_new nach der Positionskompensationsoperation zu einer Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion 127 eingegeben. In dieser Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion 127 werden auch Leitungszeitsteuerungen X_HΘ_center/X_LΘ_center in jeder Phase eingegeben, die in einer Leitungsphasen-Speichersektion 124 gespeichert sind {x: U-Phase/V-Phase/W-Phase in dem Fall einer dreiphasigen elektrischen rotierenden Maschine, H: oberer Arm der Schaltelemente (220a bis 220c), und L: unterer Arm der Schaltelemente (221a bis 221c)}. Diese Werte sollen EIN/AUS-Zeitsteuerungen von beiden Armen in jeder Phase anweisen, wobei der Steuerursprung ein Bezug ist (z.B. ein Nulldurchgangspunkt des Anstiegs einer induzierten Spannung der U-Phase). Außerdem stehen X_HΘ_center/X_LΘ_center für eine mittlere Phase von Leitungszeitsteuerungen von beiden der Arme in jeder Phase, und gewünschte Leitungsbreiten sind auf beiden Seiten mit diesen mittleren Phasen in einer Mitte eingestellt, und EIN-Zeitsteuerungen und AUS-Zeitsteuerung werden bestimmt.
Basierend auf diesen Leitungszeitsteuerungen X_HΘ_center/ X_LΘ_center und Positionsinformation nach der Positionskompensationsoperation Θ_new, werden EIN-Zeitsteuerungen von beiden der Arme in jeder Phase X_H-EIN-Zeit/X_L-EIN-Zeit und AUS-Zeitsteuerungen von beiden der Arme in jeder Phase X_H-AUS-Zeit/ X_L-AUS-Zeit kalkuliert. Das heißt in dem Fall vom Antrieb sind im Vergleich mit der normalen Operation EIN-Zeitsteuerungen von beiden Armen in jeder Phase und AUS-Zeitsteuerungen von beiden Armen in jeder Phase in führenden Phasen nur durch eine Positionsinformation Θ_new. Es ist wünschenswert, dass diese Zeitsteuerungen unter Verwendung einer Timer-Funktion, die mit z.B. Mikrocomputern bereitgestellt wird, über einen Timer ausgegeben werden, oder Ausgaben dieser Zeitsteuerungen jede konstante Periode nur als Ports aktuali siert werden. In dem letzteren Fall ist jedoch zu vermerken, dass es eine Möglichkeit gibt, dass Ausgabeaktualisierungsverzögerungen in einem Bereich bei Rotation hoher Geschwindigkeit wegen Ausgabeaktualisierungs-Zeitsteuerungseinstellung (konstante Periodeneinstellung) auftreten. Andererseits können in dem Fall einer Verwendung einer Timer-Funktion von Mikrocomputern sogar Auflösungen eines Timers über einen Timer mit Genauigkeit ausgegeben werden, was vorteilhafter ist.
Diese EIN/AUS-Zeitsteuerungen von beiden Armen in jeder Phase werden zu der Leistungswandlungssektion 110 übertragen. In der Leistungswandlungssektion 110 werden die Schaltelemente 220a bis 220c und 221a bis 221c in jeder Phase mit einer Ansteuerschaltung 210 basierend auf EIN/AUS-Zeitsteuerungen angesteuert.
In dem Fall vom Antrieb ist es somit möglich, Antriebsdrehmomente zu einer Region höherer Geschwindigkeit als Drehmomentcharakteristika von "keine Kompensation" zu erzeugen; und in dem Fall von Leistungserzeugung ist es im Gegensatz dazu möglich, Leistungserzeugung von einer Region unterer Drehzahl zu beginnen, wobei es somit möglich gemacht wird, Charakteristika zu verbessern.
Wie oben beschrieben, ist es in der ersten Ausführungsform möglich, eine Operationszeitperiode durch Vorhandensein einer Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 zu verkürzen, ist es möglich, Charakteristika einer elektrischen rotierenden Maschine zu verbessern, die sich mit Werten der Kompensationsbetrag-Speichersektion nichtlinear ändert, und ist es ferner möglich, Charakteristika eines Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors zu verbessern. Unter einer Annahme ferner, dass ein Feldstrom gesteuert wird, kann eine breitere Operationsregion zuverlässig erhalten werden. Des weiteren ist kein Ankerstrom-Erfassungsmittel erforderlich, und ist es möglich, die Notwendigkeit eines Erfassungsmittels einer induzierten Spannung und einer Phasenspannung zu beseitigen. Da ein Rechteckwellenstrom übertragen wird, wird eine kleine Zahl von Umschaltung durchgeführt, und es ist auch möglich, die Notwendigkeit eines Glättungskondensators zu beseitigen. Als ein Ergebnis der kleinen Zahl von Umschaltung wird ein Effekt wegen Umschaltungsverlust reduziert, und es ist somit möglich, eine Effizienzsteigerung zu erreichen. Es ist ebenso möglich, Kühlungsaufbauten zu verkleinern. Durch Speicherung einer mittleren Phase einer Leitung zu jeder Ankerwicklung ist es des weiteren möglich, die Leitungsbreite von der mittleren Phase beliebig zu ändern.
Ausführungsform 2.
8 bezieht sich auf eine zweite Ausführungsform, und ist ein Diagramm, das einen Datenfluss bis Erzeugung von EIN/AUS-Befehlen jeder Phase einer Ankerwicklung zeigt. Im Vergleich mit dem Fall von 3 der vorangehenden ersten Ausführungsform werden in dieser zweiten Ausführungsform von 8 Eingaben zu einer Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 und Eingaben zu einer Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion 127 hinzugefügt. Hierin nachstehend werden Beschreibungen durchgeführt, die sich auf diese Punkte konzentrieren, und da die anderen Punkte die gleichen wie jene in der vorangehenden ersten Ausführungsform sind, wird hierin eine weitere Beschreibung weggelassen. Mit Bezug auf 8 werden als Eingaben zu der Kompensationsspeichersektion 122 eine Drehzahl Nmg vom Drehzahl-Kalkulationsmittel 131 und ein Gleichspannungswert Vdc vom Eingangszwischenanschluss-Gleichspannungs-Kalkulationsmittel 132 hinzugefügt. Zuerst werden diese zusätzlichen Eingaben beschrieben. In der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 ist ein Kompensationsbetrag zum Maximieren von Charakteristika des Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors 102 gespeichert. Obwohl diese Kompensationsbe träge regulär ein konstanter Wert wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform sein können, kann er sich wünschenswerter mit Drehzahlen oder Gleichspannungswerten ändern, wie in 8 gezeigt.
Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn eine induzierte Spannung der elektrischen rotierenden Maschine E ist, ein Übertragungsleitungswiderstand zu der elektrischen rotierenden Maschine 200 R ist, eine Induktivität L ist, eine Anwendungsspannung an die elektrische rotierende Maschine V ist und eine Winkeldrehzahl der elektrischen rotierenden Maschine ω ist, wird ein leitender Strom I zu einer Ankerwicklung 201 einer elektrischen rotierenden Maschine 200 durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt: I = (V – E)/(R + ωL) Ausdruck 1wobei: I, V und E für Vektorgrößen stehen.
Aus dem obigen Ausdruck kann, da sich ein leitender Strom I zu der Ankerwicklung 201 der elektrischen rotierenden Maschine 200 mit E, V, R, ω und L ändert, der leitende Strom I mit (1) der induzierten Spannung E, (2) Anwendungsspannung V, (3) Übertragungsleitungswiderstand R, (4) Induktivität L und (5) Winkeldrehzahl ω gesteuert werden. Die (4) Induktivität L ist eine Verdrahtungsinduktivität in einem Leistungswandler und einer elektrischen rotierenden Maschine, und dazwischen ist auf die gleiche Art und Weise wie (3) ein Übertragungsleitungswiderstand R, und variiert basierend auf den Hauptmagnetfluss oder dem Drehmomentbefehl. Was aus den oben erwähnten (1) bis (5) basierend auf der Drehzahl variiert wird, sind (1) eine induzierte Spannung (5), (4) Induktivität L und (5) Winkeldrehzahl. Um einen Strom zum regulären Erhalten optimaler Charakteristika ohne Berücksichtigung der Drehzahl zu übertragen, ist es entsprechend wünschenswert, dass sich ein Kompensationsbetrag Θ₂ mit einer Drehzahl Nmg ändert. Insbesondere da die Drehzahl wegen der Änderung einer Gaspedaloperation eines Fahrers oder der Änderung von Reibung eines Verbrennungsmotors stark variiert, können durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf Fahrzeuge, während sich der Kompensationsbetrag Θ₂ abhängig von einer Drehzahl Nmg allmählich ändert, Charakteristika mit Bezug auf die Änderung dieser Drehzahlen stark verbessert werden, was zu vielen Vorteilen führt. D.h. wie in 7 gezeigt, ist es in dem Fall vom Antrieb wünschenswert, dass sich der Kompensationsbetrag Θ₂ als Reaktion auf die Änderung der Drehzahl Nmg ändert. 9 ist eine charakteristische Grafik, die eine Beziehung zwischen Phasenkompensationsbeträgen (Versatzbeträgen) [Grad] und erzeugten Drehmomenten [Nm] zeigt, wenn ein konstanter Feldstrom fließt.
Wenn eine Drehzahl Nmg ein Parameter ist, werden Positionen von optimalen Phasenversatzbeträgen durch X-Markierungen angezeigt, wenn Nmg1 > Nmg2 > Nmg3 ist. Aus der Zeichnung verstanden, dass während sich die Drehzahl erhöht, der optimale Phasenversatzbetrag größer ist.
Da des weiteren gleichermaßen aus den oben erwähnten (1) bis (5) was mit einer Gleichspannung variiert wird, d.h. eine Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung Vdc in einer Leistungswandlungssektion (≒ Zwischenanschlussspannung einer Batterie) (2) eine Anwendungsspannung ist, kann der Kompensationsbetrag mit einem Wert davon geändert werden. D.h. in dem Fall vom Antrieb, wie in 10 gezeigt, ist es wünschenswert, dass der Kompensationsbetrag Θ₂ kleiner gemacht wird, während sich die Anwendungsspannung erhöht. Somit ist es wünschenswert, dass sich der Kompensationsbetrag Θ₂ Schritt für Schritt als Reaktion auf die Änderung der Drehzahl Nmg und die Änderung der Anwendungsspannung ändert. Ferner ist es wünschenswert, dass sich der Kompensationsbetrag Θ₂ Schritt für Schritt als Reaktion auf entweder die Änderung der Drehzahl Nmg oder die Änderung der Anwendungsspannung ändert. Da die elektrische rotierende Maschine 200 und die Leistungswandlungssektion 110 aufgebaut sind, eine integrale Einheit zu sein, kommen außerdem Effekte vom Spannungsabfall in einer Übertragungsleitung dazu kleiner zu sein, was zu einem Vorteil einer Verbesserung in einer Gleichspannungserfassungsgenauigkeit führt.
Des weiteren ist 11 ein Diagramm, das eine andere Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Wie in 11 gezeigt können, wenn sich der Kompensationsbetrag Θ₂ der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 ferner mit einer Temperatur Temp von einem Temperaturkalkulationsmittel der elektrischen rotierenden Maschine 133, einem Drehmomentbefehlsbetrag Trq von einem Drehmomentbefehl-Kalkulationsmittel 134 der elektrischen rotierenden Maschine und einer Leitungsbreite Θ_width von einer Leitungsbreiten-Kalkulationssektion 125 einer Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu einer Ankerwicklung der elektrischen rotierenden Maschine neben der Drehzahl Nmg von dem Drehzahl-Kalkulationsmittel 131 und dem Gleichspannungswert Vdc vom Eingangszwischenanschluss-Gleichspannungs-Kalkulationsmittel 132 ändert, dann Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine 200 umso mehr maximiert werden, ebenso wie der Bereich der Anwendung stark erweitert wird.
Kompensationen werden wie folgt durchgeführt. Obwohl fünf physikalische Größen als Parameter in 11 genommen werden, sind außerdem diese Parameter nicht immer notwendig. Nur Parameter, die für eine Anwendung geeignet sind, die zu verwenden ist, können soweit erforderlich ausgewählt werden. Von den oben erwähnten (1) bis (5) variiert (3) der Übertragungsleitungswiderstand R abhängig von der Temperatur Temp einer elektrischen rotierenden Maschine 200 stark. Insbesondere in der Region von Rotation geringer Geschwindigkeit wird R in dem Nenner des Ausdrucks (1) dominant. Im allgemeinen ist ein Verdrahtungsmaterial zur Verwendung in Übertragungsleitungen Kupfer. Wenn die Temperatur um 100°C ansteigt, wird der Widerstand ungefähr 1,5 mal größer, um in dem gleichen Zustand einer verringerten Vdc in 10 zu sein.
In dem Fall, wo die Erfindung auf Fahrzeuge angewendet wird, werden entsprechend unterschiedliche Ströme beim ersten Fahren am Morgen (bei einer Atmosphäre von 10°C) und bei einem Leerlaufstopp, der nach einer ausreichenden Fahrt beginnt (bei einer Atmosphäre von 100°C) übertragen. Um Effekte dieser Temperaturen zu mildern, ist es wünschenswert, dass der Kompensationsbetrag abhängig von der Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 geändert wird. D.h. in dem Fall vom Antrieb ist es wünschenswert, dass der Kompensationsbetrag Θ₂ größer gemacht wird, während sich die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 erhöht. Ferner ist es wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 unter Verwendung eines beliebigen Thermistors oder dergleichen direkt erfasst wird, oder in dem Fall, wo die Temperatur der Leistungswandlungssektion 110 erfasst wird, oder die vorliegende Erfindung auf Fahrzeuge angewendet wird, ist es wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 mit der Verwendung eines Temperatursensors von Fahrzeugen geschätzt wird. Außerdem ist es auch wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 mit einer Operationszeitperiode ohne Verwendung irgend eines Temperatursensors geschätzt wird.
Nun werden Vorteile einer Einstellung eines Drehmomentbefehls Trq, der ein Parameter zu sein hat, beschrieben. Durch Änderung des Kompensationsbetrags Θ₂ mit einem Drehmomentbefehl von dem Drehmomentbefehl-Kalkulationsmittel 134 kommt, da nicht nur die maximalen Drehmomentcharakteristika, sondern auch Teildrehmomentcharakteristika zur Zeit des Antriebs erhalten werden können, der Bereich der Anwendung als eine elektrische rotierende Maschine dazu, größer zu sein. D.h. der optimale Kompensationsbetrag kann ausgewählt werden, wenn der Drehmomentbefehl Trq groß ist, anderenfalls kann der optimale Kompensationsbetrag verschoben werden. Bei Leistungserzeugung ist es des weiteren, da eine elektrische Leistungserzeugung durch die Änderung von Drehmomentbefehlen genau gesteuert werden kann, möglich, Leistungserzeugungscharakteristika beträchtlich zu verbessern.
Nun werden Vorteile einer Änderung des Kompensationsbetrags Θ₂ mit der Leitungsbreite Θ_width beschrieben. Da (2) eine Anwendungsspannung abhängig von der Größe der Leitungsbreite Θ_width variiert, kann der Leitungsstrom I gesteuert werden. Um die maximalen Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine aufzuweisen, ist es deshalb wünschenswert, dass der Kompensationsbetrag abhängig von der Leitungsbreite Θ_width geändert wird. D.h. in dem Fall des Antriebs ist es wünschenswert, dass der Kompensationsbetrag Θ₂ kleiner gemacht wird, während sich die Leitungsbreite Θ_width erhöht. Dank der Verwendung in Kombination mit dem Drehmomentbefehl Trq wird es des weiteren möglich, Drehmomente genauer zu steuern.
Wenn in Kombination mit einer Eingangsgleichspannung verwendet, wird des weiteren, da der Leitungsstrom I durch Verkürzung der Leitungsbreite Θ_width in dem Fall eines Spannungsabfalls verringert wird, wobei somit noch mehr Spannungsabfall beeinträchtigt wird, Zuverlässigkeit als ein System verbessert. Da der Übertragungsleitungswiderstand bei extrem geringer Temperatur kleiner wird, gibt es eine Möglichkeit, dass der Leitungsstrom I mehr fließt als zuvor angenommen. Um dies zu verhindern, wird in Kombination mit der Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine die Leitungsbreite Θ_width bei extrem geringer Temperatur verkürzt, wobei somit ermöglicht wird, den Leitungsstrom I zu verringern.
Wenn der Kompensationsbetrag Θ₂ der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 durch Verwenden der Drehzahl, Gleichspannung, Temperatur einer elektrischen rotierenden Maschine, Drehmomentbefehl und Leitungsbreite allein oder in Kombination geändert wird, ist es wie oben beschrieben möglich, optimale Charakteristika zu erhalten, ohne durch eine Vielfalt von Umgebungsfaktoren beeinträchtigt zu werden, und es ist somit möglich, Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine 200 umso mehr zu maximieren, ebenso wie den Bereich der Anwendung beträchtlich zu erweitern. Obwohl die besten Charakteristika erhalten werden können, wenn alle der Drehzahl, Gleichspannung, Temperatur einer elektrischen rotierenden Maschine, Drehmomentbefehl und Leitungsbreite als Parameter genommen werden, gibt es außerdem eine Möglichkeit, dass sehr extensive Speicherkapazität erforderlich ist, oder die Kalibrierungsoperation erhöht wird. Somit ist es wünschenswert, dass gewünschte Charakteristika und diese Nachteile in Betracht gezogen werden, und dann Parameter bestimmt werden. Obwohl die oben erwähnten Kompensationsbeträge durch eine Operation kalkuliert werden können, kann des weiteren ein Problem in der Kalibrierungsoperation von Parametern zur Verwendung in der Operation existieren, oder in der arithmetischen Verarbeitungszeitperiode zum Durchführen einer Operation online. Durch Vorhandensein von Speichermitteln wie in dieser zweiten Ausführungsform ist es jedoch möglich, die Operationszeitperiode zu verkürzen, und Steuerung sogar mit einem vergleichsweise preiswerten Mikrocomputer durchzuführen.
Nun werden Eingangswerte zu der Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion 127, die ein anderer Zusatz ist, beschrieben. Mit Verweis auf 8, wie im Vergleich mit dem, was in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben wird, wird die Leitungsbreite Θ_width von einer Leitungsbreiten-Kalkulationssektion 125 hinzugefügt. Somit sind in der ersten Ausführungsform, da irgend eine Tabelle zum Durchführen von Befehlen von EIN/AUS-Zeitsteuerungen in jeder Phase erforderlich ist, wenn sich die Leitungsbreite ändert, diese Tabellen mit Bezug auf jede Leitungsbreite Θ_width erforderlich. Andererseits stehen in dieser zweiten Ausführungsform, wenn mittlere Phasen X_HΘ_center/X_LΘ_center der Leitungsbreite von beiden Armen in jeder Phase in einer Leitungsphasen-Speichersektion 124 gespeichert sind, wobei der Steuerursprung ein Bezug ist, Werte, die durch Hinzufügen oder Subtrahieren eines Wertes von Leitungsbreite/2 zu oder von dieser mittleren Phase erhalten werden, für EIN-Zeitsteuerungen. Deshalb ist keine Tabelle für jede Leitungsbreite erforderlich, wobei es somit möglich gemacht wird, eine beliebige Leitungsbreite einfach zu erhalten. Auf diese Art und Weise ist es, da diese mittleren Phasen von Leitung zu jeder Ankerwicklung gespeichert sind, möglich, Leitungsbreiten von den mittleren Phasen beliebig zu ändern.
Z.B. wird die mittlere Phase eines oberen Arms in der U-Phase gespeichert, 90° zu sein, und die mittlere Phase eines unteren Arms wird gespeichert, 270° zu sein. In dem Fall, wo die Leitungsbreite Θ_width angewiesen wird, 180° in einem derartigen Zustand zu sein, sind EIN-Zeitsteuerungen des oberen Arms in der U-Phase 90 – (180/2) = 0° bis 90 + (180/2) = 180°, d.h. das Intervall zwischen 0° und 180° ist EIN (es wird jedoch Totzeit-Korrekturverarbeitung ausgeschlossen); und EIN-Zeitsteuerungen des unteren Arms in der U-Phase sind 270 – (180/2) = 180° bis 270 + (180/2) = 360°, d.h. das Intervall zwischen 180° und 360° sind EIN-Zeitsteuerungen.
Wenn die Leitungsbreite Θ_width 120° ist, sind des weiteren EIN-Zeitsteuerungen des oberen Arms in der U-Phase 90 – (120/2) = 30° bis 90 + (120/2) = 150°, d.h. der obere Arm in der U-Phase ist in dem Intervall zwischen 30° und 150° EIN. Gleichermaßen ist der untere Arm in der U-Phase in dem Intervall zwischen 210° (270 – 120/2) und 330° (270 + 120/2) EIN. Diese Operationen werden in der Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion 127 durchgeführt. Durch diese Operationen ist keine Tabelle für jede Leitungsbreite erforderlich, sodass die ROM-Kapazität für diese Tabellen reduziert werden kann, und Leitungsbreiten beliebig geändert werden können. Folglich können die allmähliche Erhöhungs- und Verringerungsverarbeitung der Leitungsbreiten einfach durchgeführt werden, wobei somit der Bereich der Anwendung als eine elektrische rotierende Maschine dazu kommt, beträchtlich größer zu sein.
Ausführungsform 3.
Obwohl in den vorangehenden ersten und zweiten Ausführungsformen die Befehle zu der Feldwicklung 202 der elektrischen rotierenden Maschine 200 konstant sein müssen, wird in dieser dritten Ausführungsform, wie in 12 gezeigt, ein Verfahren zum Ändern von Feldstrombefehlen If* einer Feldstrombefehl-Speichersektion 141 beschrieben. 12 bezieht sich auf die dritte Ausführungsform, und ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zeigt, in dem Feldstromsteuerbefehle zu der Leistungswandlungssektion übertragen werden. Obwohl es das Verfahren zum Kalkulieren und Berechnen online der zuvor erwähnten Feldstrombefehle If* gibt, wird es ein komplizierter Multinomialausdruck, und deshalb benötigt die Operation eine lange Zeitperiode. Um die komplizierte Multinomialoperation bei hoher Geschwindigkeit durchzuführen, ist es notwendig, einen äußerst funktionalen Mikroprozessor anzubringen, in dem ein DSP (digitaler Signalprozessor) angebracht ist, der für ein System ungeeignet ist, das gedacht ist, weniger aufwändig und von kleinerer Größe zu sein.
Es ist wünschenswert, dass der Feldstrombefehl If* der Feldstrombefehl-Speichersektion 141, wie in 13 gezeigt, von fünf physischen Größenparametern extrahiert wird. 13 ist ein Diagramm, das die Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gemäß dieser dritten Ausführungsform zeigt. Außerdem sind alle diese fünf Parameter nicht immer notwendig, sondern es können nur Parameter, die für Anwendungen geeignet sind, die zu verwenden sind, abhängig von nachstehend beschriebenen Vorteilen soweit erforderlich ausgewählt werden.
Der Feldstrombefehl If* ist in der zuvor erwähnten Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gespeichert. Es ist wünschenswert, dass dieser Feldstrombefehl der eine ist, in dem ein Stromwert geschrieben ist, oder der eine ist, in dem ein Betriebszeitwert geschrieben ist. 12 zeigt den Feldstrombefehl, in dem ein tatsächlicher Feldstrom in der Feldstrom-Erfassungssektion 142 erfasst wird. Es ist selbstverständlich, dass eine genaue Steuerung durch tatsächliches Erfassen eines Feldstroms, und Durchführung von Rückkopplungssteuerung mit der Feldstrom-Steuersektion 143 durchgeführt werden kann. Hinsichtlich einer Konfiguration eines preiswerten und kleinen Systems muss unter der Voraussetzung, das eine Betriebszeit in der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gespeichert ist und die sogenannte Steuerung im offenen Regelkreis durchgeführt wird, keine tatsächliche Feldstromerfassung der Feldstrom-Erfassungssektion 142 besonders durchgeführt werden.
Nun werden das Verfahren und Vorteile vom Extrahieren des Feldstrombefehls If* der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 abhängig von der physikalischen Größe beschrieben. Der Feldstrom ist im wesentlichen dem Hauptmagnetfluss in der elektrischen rotierenden Maschine 200 proportional, und sieht somit große Effekte in Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine 200 vor. Unter der Annahme, dass der Umfang von Befehlen durch die folgenden Verfahren geändert wird, können deshalb mehr optimale Charakteristika erhalten werden.
Zuerst ist der Vorteil vom Extrahieren einer Drehzahl Nmg als ein Parameter mit Bezug auf einen Feldstrom wie folgt. In dem Fall eines konstanten Feldstroms erhöht sich die induzierte Spannung in einer im wesentlichen konstanten Rate, während die Drehzahl ansteigt. In dem Fall des weiteren, wo eine Beziehung von If₁ < If₂ < If₃ von Feldströmen zutrifft, wird eine Beziehung von "eine induzierte Spannung mit If₁ < eine induzierte Spannung mit If₂ < eine induzierte Spannung mit If₃" in den induzierte Spannungen zutreffen, die bei einer konstanten Drehzahl erzeugt werden (5).
In dem Fall hingegen, wo eine induzierte Spannung, die eine elektrische rotierende Maschine erzeugt, höher als die Spannung einer Batterie ist, kommt es nicht dazu, dass elektrische Leistung dem Generator-Motor zugeführt wird. In dem Fall eines konstanten Feldstroms kann somit eine Antriebsregion nicht zu Rotation hoher Geschwindigkeit erweitert werden. Angenommen jedoch, dass Maßnahmen unternommen werden können, den Feldstrom nicht konstant zu machen, und den Feldstrom kleiner zu machen, während die elektrische rotierende Maschine in einer Region höherer Geschwindigkeit arbeitet, wird eine Beziehung von "die induzierte Spannung < die Zwischenanschlussspannung einer Batterie (≒ Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung der Leistungswandlungssektion)" auf eine Rotation hoher Geschwindigkeit zutreffen, wobei somit ermöglicht wird, die Antriebsregion zu erweitern. D.h. im Vergleich mit dem Fall von "Kompensation vorhanden" von 6 kann der Fall von "Magnetfeld + Kompensation vorhanden" die Antriebsoperationsregion erweitern.
In dem Fall des Vorhandenseins von Kompensation allein (ein konstanter Feldstrom) wird es des weiteren, auch beim An trieb, während die elektrische rotierende Maschine in Rotation höherer Geschwindigkeit ist, um eine Beziehung "der induzierten Spannung < einer Batterie" zu halten, notwendig, viel Blindankerstrom zu übertragen, der nicht zu einem Drehmoment beiträgt, der auch als ein Feldschwächungsstrom bezeichnet wird. Folglich wird die Erscheinung verursacht, dass ein Antriebsdrehmoment für den Betrag vom Ankerstrom zu klein ist, was weniger effektives leistet. Angenommen jedoch, dass veranlasst wird, dass ein kleinerer Feldstrom fließt, während die elektrische rotierende Maschine in Rotation höherer Geschwindigkeit ist, kommt die induzierte Spannung dazu, notwendigerweise verringert zu werden, sodass nur ein kleiner Betrag vom Strom für Feldschwächung fließen muss, um äußerst effizient zu sein. Aus den oben erwähnten Gründen ist es wünschenswert, Feldstrombefehle abhängig von der Drehzahl zu ändern.
Nun werden die Gründe dafür, dass der Feldstrom abhängig von der Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung (≒ Zwischenanschlussspannung einer Batterie) der Leistungswandlungssektion geändert wird, beschrieben. Wie oben beschrieben, ist in dem Fall einer konstanten Drehzahl je größer der Feldstrom ist, die induzierte Spannung größer. Wenn andererseits die Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung dazu kommt, kleiner zu sein, wird der induzierte Spannungspegel, der zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu der elektrischen rotierenden Maschine 200 fähig ist, verringert. Wenn die Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung groß ist, steigt im Gegensatz dazu der induzierte Spannungspegel an, der zum Zuführen einer elektrischen Leistung fähig ist. Deshalb ist es wünschenswert, dass der Feldstrombefehl zu der Zeit einer kleinen Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung kleiner gemacht wird, und im Gegensatz dazu der Feldstrombefehl zu der Zeit einer großen Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung größer gemacht wird.
Da der Feldstrom eine Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung oder eine Zwischenanschlussspannung der Batterie als eine Spannungsquelle hat, wird notwendigerweise ein Strom verringert, der zum Fließen als der Feldstrom fähig ist (If = V/Rf: If ist ein Feldstrom, V ist eine Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung und Rf ist ein Widerstand einer Feldschaltung), wenn diese Spannungen abfallen. In Systemen zum Durchführen von Rückkopplung des Feldstroms, um eine Stromsteuerung durchzuführen, in dem Fall, wo Feldstrombefehle abhängig von diesen Spannungen geändert werden, wird deshalb kein Befehl eines Stroms, der zum Fließen nicht fähig ist, in dem Fall von Spannungsabfall durchgeführt, wobei somit die stabile Feldstromsteuerung möglich gemacht wird. In dem Fall des weiteren, wo eine ausreichende Spannung zuverlässig erhalten werden kann, ist es durch Durchführen des Befehls, dass ein noch größerer Feldstrom fließt, möglich, einen ausreichenden Hauptmagnetfluss zu erhalten. Somit ist es möglich, ein größeres Drehmoment beim Antrieb zu erhalten, und eine größere elektrische Leistungserzeugung bei Leistungserzeugung zu erhalten.
In Systemen hingegen, in denen Betriebszeitbefehle in der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gespeichert sind, selbst wenn eine Betriebszeit die gleiche ist, variiert der Betrag eines Feldstroms, der zu übertragen ist, mit der Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung. Deshalb ist es wesentlich, Feldstrombefehle abhängig von der Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung zu ändern. Aus den oben erwähnten Gründen ist es wünschenswert, Feldstrombefehle zu speichern, wobei die Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung oder die Zwischenanschlussspannung einer Batterie ein Parameter ist.
Außerdem haben ein Feldstrom If, eine Drehzahl Nmg und eine induzierte Spannung E eine Beziehung wie Ausdruck 2: E = K × Nmg × If(K: Koeffizient) Ausdruck 2
Da die Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung und die induzierte Spannung E auf eine Bestimmung dessen bezogen sind, ob eine elektrische Leistung einer elektrischen rotierenden Maschine wie oben beschrieben zugeführt werden kann oder nicht, ist es des weiteren wünschenswerter, dass Feldstrombefehle von zwei Parametern der Drehzahl und der Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung extrahiert werden können.
Nun wird der Grund beschrieben, die Temperatur Temp der elektrischen rotierenden Maschine als einen Parameter zu nehmen. Wie oben erwähnt, ist Rf ein Widerstand einer Feldschaltung, und dieser Wert variiert abhängig von der Temperatur. Deshalb sind in Systemen, in denen Rückkopplung von Feldströmen durchgeführt wird, um Ströme zu steuern, die folgenden Einstellungen durchzuführen. In dem Fall einer hohen Temperatur wird der Feldstrombefehl eingestellt, klein zu sein, um Ausbrennen zu verhindern oder nicht Feldstrombefehle herzustellen, die zum Fließen nicht fähig sind. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall einer geringen Temperatur der Feldstrombefehl eingestellt, groß zu sein, da es keine Gefahr von Ausbrennen gibt und noch mehr Strom übertragen werden kann. Folglich können ausreichende Charakteristika von einer geringen Temperatur zu einer hohen Temperatur erhalten werden, ebenso wie hohe Zuverlässigkeit erhalten wird.
In Systemen andererseits, in denen Betriebszeitbefehle in der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gespeichert sind, variiert ungeachtet der gleichen Betriebszeit der Widerstand der Feldschaltung abhängig von der Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200, wobei somit der Betrag von Feldströmen, die zu übertragen sind, geändert wird. Deshalb ist es wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotie renden Maschine 200 eingestellt wird, ein Parameter zu sein. Des weiteren ist es wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 unter Verwendung eines Thermistors oder dergleichen direkt erfasst wird, oder in dem Fall, wo die Temperatur der Leistungswandlungssektion 110 erfasst wird, oder die Erfindung auf Fahrzeuge angewendet wird, ist es wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 mit der Verwendung eines Temperatursensors von Fahrzeugen geschätzt wird. Außerdem ist es auch wünschenswert, dass die Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine 200 mit Operationszeitperioden ohne Verwendung eines Temperatursensors geschätzt wird.
Nun werden Vorteile einer Einstellung des Drehmomentbefehls Trq, um ein Parameter zu sein, beschrieben. Im allgemeinen ist das Drehmoment der elektrischen rotierenden Maschine 200 dem Betrag des Hauptmagnetflusses proportional. Da dieser Hauptmagnetfluss mit Feldströmen abgestimmt werden kann, ist es wünschenswert, dass um das Drehmoment zu ändern, der Feldstrom geändert wird. Somit vergrößert sich beim Antrieb, da nicht nur die maximalen Drehmomentcharakteristika, sondern auch Teildrehmomentcharakteristika effizient erreicht werden können, der Bereich einer Anwendung als eine elektrische rotierende Maschine. Bei Leistungserzeugung kann des weiteren Leistungserzeugung genauer gesteuert werden, da die elektrische Leistungserzeugung mit Feldströmen gesteuert werden kann.
Schließlich werden Vorteile einer Änderung des Feldstroms mit der Leitungsbreite Θ_width beschrieben. Wenn z.B. der Leitungswinkel in einem dreiphasigen Synchrongenerator-Motor 180° ist, sind entweder obere oder untere Schaltelemente in jeder Phase EIN, und somit sind drei von sechs Elementen definitiv EIN (außer während der Totzeit). Wenn andererseits der Leitungswinkel 120° ist, tritt ein Zustand auf, dass nur zwei der sechs Elemente EIN sind. Zu dieser Zeit kommen in dem Fall des Zustands hoher Geschwindigkeit ebenso dass viel Feldstrom fließt Elemente, die nicht EIN sind, dazu, in dem gleichgerichteten Zustand einer Diode zu sein, und somit gibt es eine Möglichkeit von Leistungserzeugung ungeachtet des Antriebszustands. Wenn die Leitungsbreite klein ist, ist es deshalb möglich, eine unbeabsichtigte Leistungserzeugungsfehlfunktion zu verhindern, indem der Feldstrom kleiner gemacht wird. Wenn auf Feldstrombefehle in Kombination mit einer Drehzahl Nmg verwiesen wird, werden des weiteren aus den oben erwähnten Gründen noch größere Effekte erhalten.
Außerdem sind in dieser dritten Ausführungsform in dem Fall eines Generator-Motors Feldströme eingestellt, wobei der Hauptmagnetfluss beim Antrieb in einer kurzen Zeitperiode als ein Bezug zugelassen wird, wenn das maximale Drehmoment erzeugt wird. Im allgemeinen ist in dem Fall des Funktionierens als ein Leistungsgenerator die kontinuierliche Verwendung eine grundlegende Annahme. Wenn dem Feldstrom beim Antrieb erlaubt wird, bei Leistungserzeugung zu fließen wie er ist, kann somit an das Auftreten von Ausbrennen gedacht werden. Im Fall eines Vorhandenseins von getrennten Feldstrombefehlen If* beim Antrieb und bei Leistungserzeugung kann das Auftreten von Ausbrennen verhindert werden. Ferner können durch Vorhandenseins von getrennten Feldstrombefehlen If* beim Antrieb und bei Leistungserzeugung optimale Charakteristika effizient erhalten werden. In dem Fall, wo beide der Speicherregionen wegen Einschränkungen in der ROM-Kapazität nicht sichergestellt werden können, ist es des weiteren wünschenswert, dass einer dieser Befehle gespeichert wird, und dieser Befehl mit einem gewissen Koeffizienten kompensiert wird, der zu verwenden ist. Z.B. gibt es ein Verfahren, in dem nur der Feldstrombefehl beim Antrieb gespeichert wird, und der Feldstrombefehl bei Leistungsgenerierung durch Teilen des Feldstrombefehls beim Antrieb durch einen konstanten Koeffizien ten erhalten wird. Außerdem ist dieser Koeffizient nicht ein konstanter Koeffizient, sondern Koeffizienten können geeignet kalkuliert werden, z.B. indem fünf physikalische Größen als Parameter zugelassen werden, die in der dritten Ausführungsform beschrieben sind.
Ein Feldstrombefehl If*, die auf diese Weise erhalten wird, wird zu einer Feldstrom-Steuersektion 143 eingegeben. Gemäß der dritten Ausführungsform wird in dem Fall, wo der Feldstrombefehl If* ein Strom als eine physikalische Größe ist, ein tatsächlicher Feldstrom If von einer Feldstrom-Erfassungssektion 142 eingegeben, der Befehlswert und der tatsächliche Wert werden zu einer Steuereinrichtung eingegeben, wie etwa einer PI-Steuerung, und der optimale Wert wird durch die Rückkopplungssteuerung kalkuliert. In Systemen hingegen, in denen Betriebszeitbefehle in der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 gespeichert sind, wird, da Feldströme auf eine Weise eines offenen Regelkreises gesteuert werden, keine tatsächliche Feldstromerfassung in der Feldstrom-Erfassungssektion 142 besonders benötigt. Es sei denn, es gibt einen Ausfall, z.B. einen Kurzschluss oder eine Trennung in einer Feldschaltung, muss der Betriebszeitbefehl nur ausgegeben werden wie er ist.
Danach wird ein Betriebszeitbefehl If_Duty zu der Leistungswandlungssektion 110 übertragen, und die Schaltelemente 211 für einen Feldwicklungsstrom werden in der Ansteuerschaltung 210 basierend auf dem Feldbetriebszeitbefehl If_Duty angesteuert. Wie oben beschrieben, kann, da die Feldstrombefehle geändert werden können, eine Operationsregion noch größer gemacht werden, ebenso wie Charakteristika eines Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motors verbessert werden können, und somit kann eine effiziente Operation erreicht werden. Wenn als Parameter alle von der Drehzahl der elektrischen rotierenden Maschine, der Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung der Leistungswandlungssektion oder der Zwischenanschlussspannung der Batterie, der Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine, der Drehmomentbefehlsgröße der elektrischen rotierenden Maschine und der Leitungsbreite der Rechteckwellen-Anwendungsspannung an die Ankerwicklung der elektrischen rotierenden Maschine vorhanden sind, ist es außerdem sicher, dass die besten Charakteristika erhalten werden können. In diesem Fall gibt es jedoch eine Möglichkeit, dass die Speicherkapazität sehr aufwändig ist, oder die Kalibrierungsoperation erhöht wird. Folglich ist es wünschenswert, dass gewünschte Charakteristika und Nachteile davon in Betracht gezogen werden, und dann unter Zulassung eines beliebigen davon oder mehr von ihnen als Parameter der Befehlswert der Feldwicklungsstrom-Befehlsspeichersektion bestimmt und schrittweise gespeichert wird.
Ausführungsform 4.
14 bezieht sich auf eine vierte Ausführungsform, und ist ein Diagramm, das einen Datenfluss zur EIN/AUS-Befehlserzeugung jeder Phase einer Ankerwicklung und einer Feldwicklung zeigt. Wie aus 14 gesehen wird, sind, obwohl diese vierte Ausführungsform im wesentlichen angeordnet ist, eine Vereinigung von Funktionen zu sein, die in den ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben werden, Parameter zum Extrahieren jeweiliger Speicherwerte (der Betrag von Kompensation, der Betrag eines Befehls) von der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 und der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 eingestellt, die gleichen zu sein.
D.h. unter Zulassung eines beliebigen oder mehr der Drehzahl Nmg, die von dem Drehzahl-Kalkulationsmittel 131 erhalten wird, der Gleichspannung Vdc von dem Eingangszwischenanschluss-Gleichspannungs-Kalkulationsmittel 132, der Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine Temp von dem Temperaturkalkulationsmittel der elektrischen rotierenden Maschine 133, dem Drehmomentbefehl Trq von dem Drehmomentbefehl-Kalkulationsmittel 134 und der Leitungsbreite Θ_width von der Leitungsbreiten-Kalkulationssektion 125 als Parameter wird auf einen Kompensationsbetrag Θ₂ von der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 verwiesen. Unter Verwendung der gleichen Parameter als die Parameter zur Verwendung beim Extrahieren des Kompensationsbetrags Θ₂ von der Kompensationsspeichersektion 122 wird des weiteren auf einen Feldstrombefehl If* von der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 verwiesen.
Vorteile derartiger Operationen sind wie folgt. In den vorangehenden zweiten und dritten Ausführungsformen sind, obwohl die Vorteile zum Extrahieren und Bestimmen des Kompensationsbetrags Θ₂ und des Feldstrombefehls If* von jeweiligen Parametern beschrieben werden, jene Vorteile beide stark miteinander verwandt. Da eine induzierte Spannung einer Drehzahl und einem Hauptmagnetfluss proportional ist, wird als ein Beispiel in dem Fall, wo die Operationsregion zu der Seite von Rotation hoher Geschwindigkeit ausgedehnt wird, nicht nur der Kompensationsbetrag abhängig von der Drehzahl geändert, sondern auch der Feldstrom angewiesen, auf der Seite von Rotation hoher Geschwindigkeit kleiner zu sein, d.h. sowohl der Kompensationsbetrag als auch der Feldstrom werden basierend auf der Drehzahl geändert, wodurch es möglich wird, die Operationsregion zu erweitern und somit mehr optimale Charakteristika als in dem Fall einer getrennten Einstellung des Kompensationsbetrags Θ₂ und des Feldstrombefehls If* zu erfüllen.
In dem Fall ferner, wo Parameter mit Bezug auf den Kompensationsbetrag Θ₂ und den Feldstrombefehl If* getrennt verwendet werden, werden die Parameterkalkulationsmittel (131 bis 134, 125) bei Bestimmung von jedem von ihnen getrennt benötigt. Durch Verwenden des gleichen Parameterkalkulationsmittels ist es jedoch möglich, die Zahl von Kalkulationsmitteln zu mini mieren, und da nur eine Verarbeitung für jede Parameterkalkulation genügt, ist es möglich, Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern.
Außerdem wird ein Verfahren, in dem die Leitungsbreite mit weniger ROM-Kapazität durch Speichern der mittleren Phase einer leitenden Phase in jeder Phase der Ankerwicklung beliebig geändert werden kann, in der vorangehenden zweiten Ausführungsform beschrieben. Hingegen werden charakteristische Vorteile eines Vorhandenseins von Feldstrombefehlen mit Bezug auf jeden von verschiedenen Parametern in der dritten Ausführungsform beschrieben. In dieser vierten Ausführungsform ist es durch Vereinigen dieser Funktionen möglich, optimale Charakteristika mit weniger ROM-Kapazität zu erfüllen.
Der Grund dafür ist, dass durch das Verfahren zum Speichern der mittleren Phase einer leitenden Phase jeder Phase der Ankerwicklung, wie in der zweiten Ausführungsform, ROM-Kapazität stark reduziert wird. Diese reduzierte ROM-Kapazität wird der Feldstrombefehl-Speichersektion 141 oder der Kompensationsbetrag-Speichersektion 122 zugeordnet, wobei somit möglich gemacht wird, Charakteristika um so mehr zu verbessern. D.h. es möglich, ein System des besten Verhältnisses zwischen Charakteristika und ROM-Kapazität vorzusehen. Da die Größe einer ROM-Kapazität Kosten direkt beeinflusst, ist es des weiteren möglich, einen Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor des besten Ausgleichs zwischen Charakteristika und Kosten vorzusehen.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass diese Offenbarungen dem Zweck von Veranschaulichung dienen und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor, umfassend: eine elektrische rotierende Maschine (200), die eine Ankerwicklung (201) und eine Feldwicklung (202) enthält, und als ein Generator-Motor arbeitet; eine Leistungswandlungssektion (110), die mit der elektrischen rotierenden Maschine (200) verbunden ist, und eine Funktion hat, die elektrische rotierende Maschine (200) zu steuern; und ein Positionserfassungsmittel (121) zum Erfassen einer Rotorposition der elektrischen rotierenden Maschine (200); gekennzeichnet dadurch, dass der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor ferner umfasst: eine Kompensationsbetrag-Speichersektion (122), die einen Kompensationsbetrag speichert, der fähig ist zum Verbessern von Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine (200) von einer Bezugsposition eines Rotors der elektrischen rotierenden Maschine (200); eine Positionskompensations-Operationssektion (126), die eine Kompensationsoperation von Positionsinformation von einem Wert des Positionserfassungsmittels (121) und einem Wert der Kompensationsbetrag-Speichersektion (122) durchführt; eine Leitungsphasen-Speichersektion (124), die eine leitende Phase zu jeder Ankerwicklung (201) der elektrischen rotierenden Maschine (200) von der Bezugsposition der elektrischen rotierenden Maschine (200) speichert; und eine Rechteckwellen-Anwendungsspannungs-Befehlssektion (127), die eine Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu jeder Ankerwicklung (201) der elektrischen rotierenden Maschine (200) mit Bezug auf die Leistungswandlungssektion (110) von einem Wert der Positionskompensations-Operationssektion (126) und einem Wert der Leitungsphasen-Speichersektion (124) anweist; wobei Charakteristika der elektrischen rotierenden Maschine (200) verbessert werden.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 1, wobei die Leitungsphasen-Speichersektion (124) eine mittlere Phase einer leitende Phase zu jeder Ankerwicklung (201) der elektrischen rotierenden Maschine (200) von der Bezugsposition der elektrischen rotierenden Maschine (200) speichert.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141), die einen Befehlwert zu einer Feldwicklung (202) der elektrischen rotierenden Maschine (200) speichert, wobei ein Feldstrom zu einer Feldwicklung (202) basierend auf einem Befehlswert der Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141) übertragen wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsbetrag-Speichersektion (122) einen Kompensationsbetrag davon speichert, indem mindestens eines von einer Drehzahl der elektrischen rotierenden Maschine (200), einer Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung der Leistungswandlungssektion (110) oder einer Zwischenanschlussspannung einer Batterie (103), einer Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine (200), eines Drehmomentbefehlsbetrags der elektrischen rotierenden Maschine (200) und einer Leitungsbreite einer Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu der Ankerwicklung (201) der elektrischen rotierenden Maschine (200) als ein Parameter genommen wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 3, wobei die Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141) einen Befehlswert davon speichert, indem mindestens eines von einer Drehzahl pf der elektrischen rotierenden Maschine (200), einer Eingangszwischenanschluss-Gleichspannung der Leistungswandlungssektion (110) oder einer Zwischenanschlussspannung einer Batterie (103), einer Temperatur der elektrischen rotierenden Maschine (200), eines Drehmomentbefehlsbetrags der elektrischen rotierenden Maschine (200) und einer Leitungsbreite einer Rechteckwellen-Anwendungsspannung zu einer Ankerwicklung (201) der elektrischen rotierenden Maschine (200) als ein Parameter genommen wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 5, wobei der Parameter, um den Befehlswert der Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141) zu bestimmen, mit dem Parameter gemeinsam ist, um den Kompensationsbetrag der Kompensationsbetrag-Speichersektion (122) zu bestimmen.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 1, 2 oder 4, wobei der Kompensationsbetrag der Kompensa tionsbetrag-Speichersektion (122) als entweder ein Kompensationsbetrag beim Antrieb der elektrischen rotierenden Maschine (200) oder ein Kompensationsbetrag bei Leistungserzeugung der elektrischen rotierenden Maschine (200) gespeichert wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 3 oder 5, wobei der Befehlswert der Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141) als entweder ein Befehlswert beim Antrieb der elektrischen rotierenden Maschine (200) oder ein Befehlswert bei Leistungserzeugung der elektrischen rotierenden Maschine (200) gespeichert wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 1, 2 oder 4, wobei der Kompensationsbetrag der Kompensationsbetrag-Speichersektion (122) als ein Kompensationsbetrag beim Antrieb der elektrischen rotierenden Maschine (200) und ein Kompensationsbetrag bei Leistungserzeugung der elektrischen rotierenden Maschine (200) getrennt gespeichert wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach Anspruch 3 oder 5, wobei der Befehlswert der Feldwicklungs-Strombefehl-Speichersektion (141) als ein Befehlswert beim Antrieb der elektrischen rotierenden Maschine (200) und ein Befehlswert bei Leistungserzeugung der elektrischen rotierenden Maschine (200) getrennt gespeichert wird.
Der Feldwicklungs-Synchrongenerator-Motor nach beliebigen von Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Positionskompensations-Operationssektion (126) so angeordnet ist, um eine Verlagerung mit einem Versatzbetrag zu kompensieren, der einen Versatz einer Verlagerung von der Bezugsposition einer induzierten Spannung der elektrischen rotierenden Maschine (200) durchführt.