JP2010233392A - 電動機制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ10は、9相に対応する9つの巻線11を備え、個々の巻線11に供給される電流総和がゼロとなる3つの巻線がグループ化された3組の巻線グループを備える。そして、制御ユニット40は、モータ回転数およびトルク指令(負荷)に基づいて、2組の巻線グループを停止巻線グループとして選択し、この停止巻線グループへの通電を所定期間停止する。
【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、電力変換器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、回生電流が流れることを遮断する回生電流遮断機構の構成である。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、回生電流が流れることを遮断する回生電流遮断機構の構成である。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、回生電流が流れることを遮断する回生電流遮断機構の構成である。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…巻線
12…ステータ
12a…ステータティース
13…ロータ
14…永久磁石
15…磁歪素子
16…圧電素子
20…電力変換器
21〜23…3相インバータ
24a〜26a…コンタクタ
24〜26…回生電流遮断回路
27…回生電流遮断回路
30…電源
31…平滑コンデンサ
40…制御ユニット
41…電流指令生成部
42…電流制御部
43…PWM信号発生部
50…電流センサ
51…温度センサ
Claims (11)
- m(m:4以上の自然数)相に対応する複数の巻線を備え、個々の巻線に供給される電流総和がゼロとなる複数の巻線がグループ化されたn(n:2以上の自然数)組の巻線グループを備える電動機と、
直流電圧源からの直流電力をm相の交流電力に変換し、変換されたm相の交流電力を対応する相の巻線にそれぞれ供給する電力変換装置と、
前記電力変換手段を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記電動機の回転数および負荷に基づいて、最大でn−1組の巻線グループを停止巻線グループとして選択し、当該停止巻線グループへの通電を所定期間停止することを特徴とする電動機制御システム。 - 前記制御装置は、巻線間に生じる誘起電圧が前記電力変換装置に印加される直流電圧以下となる電動機の回転数領域の場合、システムの損失が最小となるように前記停止巻線グループを選択することを特徴とする請求項1に記載された電動機制御システム。
- 前記巻線グループ毎に、電流経路を独立して遮断可能な電流遮断機構をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載された電動機制御システム。
- 前記制御装置は、巻線間に生じる誘起電圧が前記電力変換装置に印加される直流電圧よりも大きい電動機の回転数領域の場合、システムの損失が最小となるように前記停止巻線グループを選択するとともに、当該停止巻線グループへの通電の停止期間において前記電流遮断機構により前記停止巻線グループに対応する電流経路を遮断することを特徴とする請求項3に記載された電動機制御システム。
- 前記電動機は、各巻線グループにおいて、当該巻線グループを構成するl(l:2以上の自然数)個の巻線が中性点を中心に星形結線されて構成されており、
前記電流遮断機構は、n組の巻線グループに対応して設けられ、それぞれが前記中性点を構成するn個の回路で構成されており、
前記回路のそれぞれは、2l個のダイオードと、1つのスイッチング素子とで構成されることを特徴とする請求項4に記載された電動機制御システム。 - 前記電力変換装置は、n組の巻線グループに対応して設けられ、それぞれが前記巻線グループに含まれる巻線数に対応するn個の多相インバータで構成されており、個々の多相インバータが前記直流電圧源に対して並列接続されており、
前記電流遮断機構は、n個の多相インバータに対応して設けられ、それぞれが直流母線を遮断可能なn組のスイッチで構成されることを特徴とする請求項4に記載された電動機制御システム。 - 前記電流遮断機構は、前記電動機を構成するm個のステータティースに対応して設けられ、それぞれが当該ステータティースとヨークとで構成される磁気回路において磁気抵抗を増加させるm個の磁気抵抗可変手段で構成されることを特徴とする請求項4に記載された電動機制御システム。
- 前記磁気抵抗可変手段のそれぞれは、磁歪素子であることを特徴とする請求項7に記載された電動機制御システム。
- 前記電力変換装置は、n組の巻線グループに対応して設けられ、それぞれが前記巻線グループに含まれる巻線数に対応するn個の多相インバータで構成されており、個々の多相インバータが前記直流電圧源に対して直列接続されており、
前記電流遮断機構は、n個の多相インバータに対応して設けられており、それぞれが直流母線上に直列に接続されダイオードおよびスイッチング素子と、当該直列接続されたダイオードおよびスイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとを含むn組の回路によって構成されることを特徴とする請求項4に記載された電動機制御システム。 - 前記巻線グループ毎に、巻線の温度を検出する温度手段を有し、
前記制御装置は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記停止巻線グループを決定することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載された電動機制御システム。 - 前記制御装置は、h(h:2以上かつn−1以下の自然数)組の巻線グループを停止巻線グループとする場合、n組の巻線グループに含まれる各巻線への通電により生じる電動機の出力を、n−h組の巻線グループに含まれる各巻線への通電によって発生させるように、n−h組の巻線グループに含まれる各巻線へ供給する電流のうち駆動力に寄与する電流成分を増加させるとともに、h組の巻線グループに含まれる各巻線へ供給する電流のうち駆動力に寄与する巻線電流成分をゼロまで減少させることにより、h組の巻線グループへの通電を停止することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載された電動機制御システム。
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