JP2010226921A - 電動機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電力から矩形波電圧を生成して電動機に印加する矩形波電圧駆動と、直流電力からPWM波電圧を生成して電動機に印加するPWM波電圧駆動とを有し、電動機の運転状況に応じて矩形波電圧駆動とPWM波電圧駆動との切り替えを行う電動機の制御装置において、矩形波電圧駆動およびPWM波電圧駆動の駆動方式の切り替えに際し、主磁気回路を流れる磁束の高調波磁束を増加させる。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる制御システムの全体構成を模式的に示す説明図である。本実施形態では、電気自動車の駆動用モータに適用されたモータ制御システムについて説明を行う。この制御システムは、モータ10、インバータ20および制御ユニット40を主体に構成されている。
以下、本発明の第2の実施形態にかかる制御システムについて説明する。第2の実施形態にかかる制御システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は、高調波磁束を増加させる方法である。第1の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
以下、本発明の第3の実施形態にかかる制御システムについて説明する。第3の実施形態にかかる制御システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は、高調波磁束を増加させる方法である。第1の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
以下、本発明の第4の実施形態にかかる制御システムについて説明する。第4の実施形態にかかる制御システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は、高調波磁束を増加させる方法である。第1の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
11…ステータ
12…シャフト
13…ロータ
14…永久磁石
15…ステータ巻線
16…高調波磁束用巻線
20…インバータ
30…電源
31…DC/DCコンバータ
32…平滑コンデンサ
40…制御ユニット
41…トルク制御部
42…電流制御部
43…3相/dq変換部
44…鉄損マップ
45…高調波電圧指令生成部
46…dq/3相変換部
47…PWM信号生成部
48…矩形波電圧演算部
49…電圧指令演算部
50…位相演算部
51〜54…経路切替部
57…可変キャリア周波数生成部
59…可変キャリア周波数生成部
61…電圧指令生成部
62…電源
Claims (10)
- 固定子および可動子を構成する磁性体により主磁気回路が形成され、前記磁性体をコアとして巻回した巻線への通電が制御されることで前記主磁気回路に交番磁束が流れる電動機の制御装置において、
電源からの直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給する電力変換手段と、
切替可能な駆動方式として、前記直流電力から矩形波電圧を生成して前記電動機に印加する矩形波電圧駆動と、前記直流電力からPWM波電圧を生成して前記電動機に印加するPWM波電圧駆動とを有し、前記電動機の運転状況に応じて前記矩形波電圧駆動と前記PWM波電圧駆動との間で駆動方式の切り替えを行うとともに、切替設定される駆動方式に応じて前記電力変換手段を制御する制御手段と、
前記駆動方式の切り替えに応じて、前記主磁気回路を流れる磁束において高調波磁束を増加させる高調波磁束増加手段と
を有することを特徴とする電動機の制御装置。 - 前記高調波磁束増加手段は、少なくとも1相について前記PWM波電圧駆動を行っている場合に、前記制御手段において前記PWM波電圧を生成するための電圧指令に高調波成分を重畳することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。
- 前記高調波磁束増加手段は、少なくとも1相について前記PWM波電圧駆動を行っている場合に、前記制御手段において前記PWM波電圧を生成するためのPWMキャリア周波数を変化させることを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。
- 前記電源からの直流電圧を変圧して前記電力変換手段に出力する電圧可変手段をさらに有し、
前記高調波磁束増加手段は、前記電圧可変手段を用いて前記電力変換手段に出力する直流電圧に変動成分を重畳することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。 - 前記電圧可変手段は、DC/DCコンバータであり、
前記高調波磁束増加手段は、DC/DCコンバータのスイッチング周波数を低下させることを特徴とする請求項4に記載された電動機の制御装置。 - 前記電動機は、前記主磁気回路を流れる磁束において高調波磁束を増加させる回路を備え、
前記高調波磁束増加手段は、前記回路を介して高調波磁束を増加させることを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。 - 前記回路は、前記固定子または前記可動子に巻回された高調波磁束用巻線を含み、
前記高調波磁束増加手段は、前記高調波磁束用巻線への通電を制御することを特徴とする請求項6に記載された電動機の制御装置。 - 前記駆動方式の切替前後における前記電動機の鉄損をそれぞれ推定する推定手段をさらに有し、
前記高調波磁束増加手段は、前記駆動方式の切替前の鉄損と切替後の鉄損とを比較して、高調波磁束を増加させることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載された電動機の制御装置。 - 前記高調波磁束増加手段は、前記駆動方式の切替前の鉄損が切替後の鉄損よりも小さい場合、切替後の鉄損と対応するまで高調波磁束を漸次増加させて、前記電動機の鉄損が切替後の鉄損と対応したことを条件に前記高調波磁束の増加を終了させ、
前記制御手段は、前記電動機の鉄損が切替後の鉄損と対応したことを条件に前記駆動方式の切り替えを行うことを特徴とする請求項8に記載された電動機の制御装置。 - 前記高調波磁束増加手段は、前記駆動方式の切替前の鉄損が切替後の鉄損よりも大きい場合、前記制御手段が前記駆動方式を切り替えたこと条件に、前記電動機の鉄損が切替前の鉄損と対応するように高調波磁束を瞬間的に増加させるとともに、当該増加させた高調波磁束を漸次減少させることを特徴とする請求項8または9に記載された電動機の制御装置。
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