JP2013090453A - 電力変換器の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御選択部308は、多相交流発電電動機のB端子電圧が発電電圧指令に一致するように界磁電流を制御する発電電圧制御部306の制御出力と、多相交流発電電動機の発電トルクが発電トルク指令に一致するように、B端子電圧および回転速度に基づいて、界磁電流を制御する発電トルク制御部307の制御出力との最小値を選択して出力する。
【選択図】図3
Description
しかしながら、特許文献2において、発電電圧を制御するモードでは、発電電圧指令に基づいて発電機の発電電圧を発電電圧指令に追従するように制御するので、発電機で発生する発電トルクは、全く制御されておらず、発電量に依存した状態である。その結果、エンジン始動後等エンジン出力が安定していない状態やエンジン出力トルクの小さいアイドリングでは、エンジンストールを引き起こす可能性がある。
そのため、界磁巻線を有する界磁巻線式同期発電電動機において、発電電圧制御の制御出力と発電トルク制御の制御出力との最小値を出力することで、発電電圧または発電トルクの上限を制限し、発電時の過電圧または過剰なトルクの発生を防止することができる。
図1は、回転電機として界磁巻線式発電電動機を車両に搭載した車両システムの全体説明図である。図2は、この発明の実施の形態1に係る車両用電力変換器の制御装置を備えた発電電動機の構成を示す構成図である。図3は、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
そのため、界磁巻線を有する界磁巻線式同期発電電動機において、発電電圧制御の制御出力と発電トルク制御の制御出力とを並列に演算し、その最小値を出力することで、発電電圧または発電トルクの上限を制限し、発電時の過電圧または過剰なトルクの発生を防止することができる。
上記実施の形態1では、発電電圧制御部306の制御出力SIG1と発電トルク制御部307の制御出力SIG2との最小値を選択することで、発電時の過電圧や過剰トルクを抑制している。しかしながら、発電トルク制御モードにおいて、発電トルクの小さな状態で発電を継続すると、発電電動機102の供給電力以上に負荷が大きくなり、発電電圧が低下して低電圧となる可能性がある。
上記実施の形態2では、発電電圧制御部306の制御出力SIG1と発電トルク制御部307の制御出力SIG2との最小値を選択し、さらに発電電圧の下限値およびB端子電圧から発電電圧制御部306で制御出力SIG3を演算し、最小値選択部401の出力と比較して最大値を出力している。そのため、マイコン303での演算量が多くなるという問題がある。
さらに、B端子電圧VBsigに応じて制御を切り換えることで、マイコン303Aでの演算負荷を低減することができる。
Claims (4)
- 電機子巻線と界磁巻線とを有する多相交流発電電動機に接続されて用いられる電力変換器の制御装置であって、
電力変換部と、
前記電力変換部のスイッチング素子のオン・オフ制御を行う制御装置と、を備え、
前記電力変換部は、
正極側アームのスイッチング素子と負極側アームのスイッチング素子とで構成されて前記電機子巻線の通電制御を行うブリッジ回路と、
界磁スイッチング素子を用いて前記界磁巻線の通電制御を行う界磁回路と、を有し、
前記制御装置は、
前記多相交流発電電動機の電力の入出力端子であるB端子と基準電位との間に発生するB端子電圧を検出するB端子電圧検出部と、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出部と、
前記他相交流発電電動機の回転速度を検出する回転速度演算部と、
前記多相交流発電電動機の前記B端子電圧が発電電圧指令に一致するように前記界磁電流を制御する発電電圧制御部と、
前記多相交流発電電動機の発電トルクが発電トルク指令に一致するように、前記B端子電圧および前記回転速度に基づいて、前記界磁電流を制御する発電トルク制御部と、
前記発電電圧制御部の制御出力および前記発電トルク制御部の制御出力の何れか一方を選択する制御選択部と、
前記界磁電流が前記制御選択部の出力に一致するように前記界磁電流を制御する界磁電流制御部と、を有し、
前記制御選択部は、
前記発電電圧制御部の制御出力と前記発電トルク制御部の制御出力との最小値を選択して出力する最小値選択部を含む
ことを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 前記制御選択部は、
前記最小値選択部の出力と、前記多相交流発電電動機の発電動作時の発電電圧の下限値を維持する前記発電電圧制御部の制御出力との最大値を選択して出力する最大値選択部をさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記B端子電圧と前記多相交流発電電動機の発電動作時の発電電圧の下限値との大小を比較する大小比較部と、
前記発電電圧制御部に入力される指令値を、外部からの発電電圧指令、または前記発電電圧の下限値の何れかに切り換える第1切り換え部と、をさらに有し、
前記制御選択部は、
前記大小比較部の出力に応じて、前記最小値選択部の出力と前記発電電圧制御部の制御出力との何れかを切り換えて出力する第2切り換え部をさらに含み、
前記B端子電圧が、前記発電電圧の下限値よりも大きい場合には、前記第1切り換え部は、前記発電トルク制御部の演算を有効にするとともに、前記第2切り換え部は、前記発電電圧制御部の制御出力と前記発電トルク制御部の制御出力との最小値を出力とし、
前記B端子電圧が、前記発電電圧の下限値よりも小さい場合には、前記第1切り換え部は、前記発電トルク制御部の演算を無効にするとともに、前記第2切り換え部は、前記B端子電圧と前記発電電圧の下限値とを入力とした前記発電電圧制御部の制御出力を出力とする
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換器の制御装置。 - 電機子巻線と界磁巻線とを有する多相交流発電電動機に接続されて用いられる電力変換器の制御方法であって、
前記多相交流発電電動機の電力の入出力端子であるB端子と基準電位との間に発生するB端子電圧を検出するB端子電圧検出ステップと、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出ステップと、
前記他相交流発電電動機の回転速度を検出する回転速度演算ステップと、
前記多相交流発電電動機の前記B端子電圧が発電電圧指令に一致するように前記界磁電流を制御する発電電圧制御ステップと、
前記多相交流発電電動機の発電トルクが発電トルク指令に一致するように、前記B端子電圧および前記回転速度に基づいて、前記界磁電流を制御する発電トルク制御ステップと、
前記発電電圧制御ステップの制御出力および前記発電トルク制御ステップの制御出力の何れか一方を選択する制御選択ステップと、
前記界磁電流が前記制御選択ステップの出力に一致するように前記界磁電流を制御する界磁電流制御ステップと、を有し、
前記制御選択ステップは、
前記発電電圧制御ステップの制御出力と前記発電トルク制御ステップの制御出力との最小値を選択して出力する最小値選択ステップを含む
ことを特徴とする電力変換器の制御方法。
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