JP2015204673A - Inverter apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ装置に関する。 The present invention relates to an inverter device.
スイッチトリラクタンス回転機は、ロータに永久磁石や巻線がなく、ロータとステータとの間に生じる磁気吸引力によって動作する構成となっている。このスイッチトリラクタンス回転機は、原理的に振動、騒音等の課題があるが、構造が簡単で堅牢、高速回転にも耐えることができ、また、ネオジム磁石等の高価な永久磁石が不要であるため安価であるという特徴を有しており、近年、低コストで信頼性に優れた回転機として、実用化に向けての研究開発が進められている。この実用化の一環として、スイッチトリラクタンス回転機の性能向上を図るべく、ダブルステータ構造にすることが提案されている。 The switched reluctance rotating machine has a configuration in which a rotor does not have permanent magnets or windings and operates by a magnetic attractive force generated between the rotor and the stator. This switched reluctance rotating machine has problems such as vibration and noise in principle, but has a simple structure, is robust, can withstand high-speed rotation, and does not require expensive permanent magnets such as neodymium magnets. Therefore, it has the feature of being inexpensive, and in recent years, research and development for practical use has been advanced as a rotating machine with low cost and excellent reliability. As part of this practical application, a double stator structure has been proposed to improve the performance of a switched reluctance rotating machine.
例えば、下記特許文献1には、スイッチトリラクタンスモータではないが、PMモータとして、環状のロータと、ロータの内側に配置された内側ステータ(インナーステータ)と、ロータの外側に配置された外側ステータ(アウターステータ)と、を有するダブルステータ型モータが開示されている。上記内側ステータと外側ステータは、対応する相のコイル(内側ステータのインナーコイルと外側ステータのアウターコイル)同士が直列接続されているモータが開示されている。この構成によれば、内外両ステータの各相コイルに通電される電流を揃えることができ、内外両ステータの起磁力を等しくすることができる。これにより、内側ステータと外側ステータとで相互に鎖交する磁束が少なくなり、リラクタンストルクを大きくすることができる。
For example,
しかしながら、上記従来技術では、いかなる場合でも、インナーコイルとアウターコイルとが直列接続されているが、コイル同士が直列接続された状態では、インダクタンスが大きくなるため、回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態になった場合に、インピーダンスが高くなるので電流が流れにくくなり、高トルクを発生することが困難であった。つまり、上記従来技術では、高回転領域を含む広い回転領域で高トルクを実現することができなかった。 However, in any of the above prior arts, the inner coil and the outer coil are connected in series. However, in the state where the coils are connected in series, the inductance increases, so that the rotational speed is high, that is, the supply When the frequency of the generated current becomes high, the impedance becomes high, so that it is difficult for the current to flow and it is difficult to generate a high torque. That is, in the above conventional technology, high torque cannot be realized in a wide rotation region including a high rotation region.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、広い回転領域で高トルクを発生することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to generate high torque in a wide rotation region.
上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共にアウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されると共にインナーコイルを有するインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が前記アウターコイルの一端に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が一端に、またカソード端子が他端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記インナーコイルの他端にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第4スイッチング素子と、一端が前記インナーコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第5スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solving means, a rotor, an outer stator disposed on the outside of the rotor and having an outer coil, and an inner coil disposed on the inner side of the rotor. An inverter device for driving a motor generator having an inner stator having a first switching element having one end connected to one end of the outer coil and the other end connected to one end of the inner coil, and one end A second switching element having a diode connected to the other end of the outer coil, the other end connected to one end of the inner coil, an anode terminal connected to one end, and a cathode terminal connected to the other end; Is connected to the other end of the outer coil, and the other end is connected to the other end of the inner coil. A third switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the outer coil, one end connected to the other end of the inner coil, and the other end connected to the other end of the inner coil. A means is provided that includes a fifth switching element connected to the negative side of the DC power source.
本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記第1、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記アウターコイルと前記インナーコイルとを並列接続状態にする第1動作モードと、前記第2スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記アウターコイルと前記インナーコイルとを直列接続状態にする第2動作モードと、前記第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第3動作モードと、前記第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記インナーコイルのみに電力が供給される状態にする第4動作モードとを有する、という手段を採用する。 In the present invention, as the second solving means, in the first solving means, the first and third switching elements are turned on, and the second switching element is turned off, so that the outer coil and the A first operation mode in which the inner coil is connected in parallel, the second switching element is turned on, and the first and third switching elements are turned off so that the outer coil and the inner coil are The second operation mode to be connected in series, the third switching element is turned on, and the first and second switching elements are turned off so that power is supplied only to the outer coil. A third operation mode, the first switching element is turned on, and the second and third switching elements are turned off; In a fourth mode of operation to a state in which power is supplied only to the inner coil, to adopt means of.
本発明では、第3の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共に第1アウターコイル及び第1アウターコイルに対して前記ロータの径方向に配置された第2アウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されるインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が前記第1アウターコイルの一端に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が一端に、またカソード端子が他端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記第2アウターコイルの他端にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第4スイッチング素子と、一端が前記第2アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第5スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In this invention, it has a 2nd outer coil arrange | positioned in the radial direction of the said rotor with respect to a rotor and a 1st outer coil and a 1st outer coil while being arrange | positioned as a 3rd solution means on the outer side of the said rotor. An inverter device for driving a motor generator including an outer stator and an inner stator disposed inside the rotor, one end of which is the one end of the first outer coil and the other end is the second outer coil. A first switching element connected to one end of each of the first outer coil, one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to one end of the second outer coil, an anode terminal to one end, and a cathode terminal Are connected to the other end of the first outer coil. A third switching element having the other end connected to the other end of the second outer coil, a fourth switching having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil. An element and a fifth switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the other end connected to the minus side of the DC power supply are employed.
本発明では、第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、前記第1、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第1アウターコイルと前記第2アウターコイルとを並列接続状態にする第1動作モードと、前記第2スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第1アウターコイルと前記第2アウターコイルとを直列接続状態にする第2動作モードと、前記第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第1アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第3動作モードと、前記第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第2アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第4動作モードとを有する、という手段を採用する。 In the present invention, as the fourth solution, in the third solution, the first outer coil is set by turning on the first and third switching elements and turning off the second switching element. And the second outer coil in a parallel connection state, the second switching element is turned on, and the first and third switching elements are turned off. And the second outer coil in a serial connection state, the third switching element is turned on, and the first and second switching elements are turned off. A third operation mode in which only the power is supplied to the first switching element, the first switching element is turned on, and the second and third switching elements are turned on. The a fourth operation mode in which power only to the second outer coil by turning off state to a state to be supplied, to adopt a means of.
本発明では、第5の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共にアウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されると共にインナーコイルを有するインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、アノード端子が前記アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、一端が前記直流電源のプラス側に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第4スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In the present invention, as a fifth solving means, a rotor, an outer stator disposed outside the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed inside the rotor and having an inner coil are provided. An inverter device for driving a motor generator, wherein one end is connected to the positive side of the DC power source, the other end is connected to one end of the outer coil, and one end is connected to the other end of the outer coil. A second switching element having a diode having the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end, and an anode terminal connected to the negative side of the DC power source. And a first diode whose cathode terminal is connected to the other end of the first switching element. An anode, a second diode whose cathode terminal is connected to the positive side of the DC power supply, a third diode whose anode terminal is connected to the other end of the outer coil, and whose cathode terminal is connected to one end of the inner coil; A third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source, and one end connected to the positive side of the DC power source, Further, a means is adopted in which the other end is connected to one end of the inner coil, the anode terminal is connected to the other end, and the cathode terminal is connected to one end of the fourth switching element having a diode.
本発明では、第6の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共に第1アウターコイル及び第1アウターコイルに対して前記ロータの径方向に配置された第2アウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されるインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、一端が前記直流電源のプラス側に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第4スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In the present invention, as a sixth solving means, a rotor and a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in the radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil are provided. An inverter device for driving a motor generator comprising an outer stator and an inner stator disposed inside the rotor, wherein one end is on the positive side of the DC power source and the other end is one end of the first outer coil. A first switching element connected to each other, one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal to the other end, and a cathode terminal to one end A second switching element having a diode connected to each other, an anode terminal on the negative side of the DC power source, and a cathode A first diode connected to the other end of the first switching element, a second diode connected to the positive side of the DC power source, and an anode terminal connected to the other end of the first outer coil The cathode terminal is connected to one end of the second outer coil, the one end is the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end is the DC power source. A third switching element connected to the negative side, one end connected to the positive side of the DC power source, the other end connected to one end of the second outer coil, an anode terminal to the other end, and a cathode terminal And a fourth switching element having a diode connected to one end thereof.
本発明では、第7の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共にアウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されると共にインナーコイルを有するインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、アノード端子が前記インナーコイルの一端に、またカソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第3ダイオードと、一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In the present invention, as a seventh solving means, a rotor, an outer stator disposed outside the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed inside the rotor and having an inner coil are provided. An inverter device for driving a motor generator, wherein one end is connected to the positive side of the DC power source, the other end is connected to one end of the outer coil, and one end is connected to the other end of the outer coil. A second switching element having a diode having the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end, and an anode terminal connected to the negative side of the DC power source. And a first diode whose cathode terminal is connected to the other end of the first switching element. An anode, a second diode whose cathode terminal is connected to the positive side of the DC power source, a third diode whose anode terminal is connected to one end of the inner coil, and whose cathode terminal is connected to the positive side of the DC power source; And a third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode and the other end connected to the negative side of the DC power supply.
本発明では、第8の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共に第1アウターコイル及び第1アウターコイルに対して前記ロータの径方向に配置された第2アウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されるインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、アノード端子が前記第2アウターコイルの一端に、またカソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第3ダイオードと、一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子とを具備する、という手段を採用する。 In the present invention, as an eighth solving means, a rotor and a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in the radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil are provided. An inverter device for driving a motor generator comprising an outer stator and an inner stator disposed inside the rotor, wherein one end is on the positive side of the DC power source and the other end is one end of the first outer coil. A first switching element connected to each other, one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal to the other end, and a cathode terminal to one end A second switching element having a diode connected to each other, an anode terminal on the negative side of the DC power source, and a cathode A first diode connected to the other end of the first switching element; a second diode connected to the positive side of the DC power supply; and an anode terminal connected to one end of the second outer coil; The cathode terminal is connected to the positive side of the DC power source, the third diode is connected to the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end is the negative side of the DC power source. And a third switching element connected to each other.
本発明では、第9の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共にアウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されると共にインナーコイルを有するインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、アノード端子が前記アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、アノード端子が前記アウターコイルの他端に、カソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第4ダイオードと、一端が前記第3ダイオードのカソード端子に、他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続されるコンデンサとを具備する、という手段を採用する。 In the present invention, as a ninth solving means, a rotor, an outer stator disposed outside the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed inside the rotor and having an inner coil are provided. An inverter device for driving a motor generator, wherein one end is connected to the positive side of the DC power source, the other end is connected to one end of the outer coil, and one end is connected to the other end of the outer coil. A second switching element having a diode having the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end, and an anode terminal connected to the negative side of the DC power source. And a first diode whose cathode terminal is connected to the other end of the first switching element. An anode, a second diode whose cathode terminal is connected to the positive side of the DC power supply, a third diode whose anode terminal is connected to the other end of the outer coil, and whose cathode terminal is connected to one end of the inner coil; A third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source, and an anode terminal connected to the other end of the outer coil A fourth diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power source, and a capacitor having one end connected to the cathode terminal of the third diode and the other end connected to the negative side of the DC power source. , Is adopted.
本発明では、第10の解決手段として、ロータと、前記ロータの外側に配置されると共に第1アウターコイル及び第1アウターコイルに対して前記ロータの径方向に配置された第2アウターコイルを有するアウターステータと、前記ロータの内側に配置されるインナーステータとを具備するモータ発電機を駆動するインバータ装置であって、
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、カソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第4ダイオードと、一端が前記第3ダイオードのカソード端子に、他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続されるコンデンサとを具備する、という手段を採用する。
In the present invention, as a tenth solution, the rotor and the second outer coil disposed outside the rotor and disposed in the radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil are provided. An inverter device for driving a motor generator comprising an outer stator and an inner stator disposed inside the rotor,
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil;
Second switching having a diode having one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end Elements,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to the other end of the first outer coil and a cathode terminal connected to one end of the second outer coil;
A third switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source;
The anode terminal is connected to the other end of the first outer coil, the cathode terminal is connected to the positive side of the DC power supply, one end is connected to the cathode terminal of the third diode, and the other end is connected to the DC power supply. A means of including capacitors connected to the negative side is adopted.
本発明によれば、第1、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子をオフ状態にすることでアウターコイルとインナーコイルとを並列接続状態にする、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることでアウターコイルのみに電力が供給される状態にする、あるいは第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることでインナーコイルのみに電力が供給される状態にする、つまり、アウターコイルとインナーコイルとが直列接続されていない状態にすることによって、インダクタンスを小さくできるため、回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態であっても、電流が流れやすく、高トルクを発生することができる。 According to the present invention, the first and third switching elements are turned on, and the second switching element is turned off, so that the outer coil and the inner coil are connected in parallel. The third switching element is turned on. And by turning off the first and second switching elements, power is supplied only to the outer coil, or the first switching element is turned on and the second and third switching elements are turned off. By setting the state so that power is supplied only to the inner coil, that is, by setting the outer coil and the inner coil not connected in series, the inductance can be reduced, so that the number of revolutions is high, In other words, even when the frequency of the supplied current is high, the current flows easily and high torque is generated. Can.
また、本発明によれば、第1、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子をオフ状態にすることで第1アウターコイルと第2アウターコイルとを並列接続状態にする、第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることで第1アウターコイルのみに電力が供給される状態にする、あるいは第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで第2アウターコイルのみに電力が供給される状態にする、つまり、第1アウターコイルと第2アウターコイルとが直列接続されていない状態にすることによって、インダクタンスを小さくできるため、回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態であっても、電流が流れやすく、高トルクを発生することができる。
このように本発明によれば、高回転領域を含む広い回転領域で高トルクを実現することができる。
Further, according to the present invention, the first outer coil and the second outer coil are connected in parallel by turning on the first and third switching elements and turning off the second switching element. 3 The switching element is turned on and the first and second switching elements are turned off to supply power only to the first outer coil, or the first switching element is turned on and 2. By turning off the third switching element, power is supplied only to the second outer coil, that is, the first outer coil and the second outer coil are not connected in series. Therefore, the inductance can be reduced, so that the current flows even when the rotational speed is high, that is, even when the frequency of the supplied current is high. Easy, it is possible to generate a high torque.
Thus, according to the present invention, high torque can be realized in a wide rotation region including a high rotation region.
〔第1実施形態〕
初めに第1実施形態について説明する。本第1実施形態に係るダブルステータ型スイッチトリラクタンス回転機(以下、スイッチトリラクタンス回転機と称する)は、例えば、外部の直流電源E(図2参照)から供給される電力によって回転するモータとして活用される。なお、上記直流電源Eは、例えば、1つあるいは複数の電池セルが直列接続されたバッテリである。
[First embodiment]
First, the first embodiment will be described. The double stator switched reluctance rotating machine (hereinafter referred to as a switched reluctance rotating machine) according to the first embodiment is, for example, a motor that is rotated by electric power supplied from an external DC power supply E (see FIG. 2). Be utilized. The DC power source E is, for example, a battery in which one or a plurality of battery cells are connected in series.
上記スイッチトリラクタンス回転機は、図1に示すモータ部Mtと、図2に示す第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2、第3スイッチング素子S3、インバータ回路Cr、回転位置センサRs及びスイッチ制御部Cnとを備える。 The switched reluctance rotating machine includes a motor unit Mt shown in FIG. 1, a first switching element S1, a second switching element S2, a third switching element S3, an inverter circuit Cr, a rotational position sensor Rs, and switch control shown in FIG. Part Cn.
モータ部Mtは、図1に示すように、環状のロータ10と、ロータ10の外側に配置されたアウターステータ20と、ロータ10の内側に配置されたインナーステータ30とを有する。このモータ部Mtは、例えば、U相、V相、W相からなる3相のモータ部であり、アウターステータ20及びインナーステータ30側の極数が12個であると共にロータ10側の極数が8個である3相12/8極構造となっている。また、モータ部Mtは、インバータ回路Crから供給される駆動電力(交流電力)によって回転駆動される。
As shown in FIG. 1, the motor unit Mt includes an
ロータ10は、電磁鋼板が軸方向に複数積層された状態で締結固定されたものであり、図1に示すように、環状のヨーク部11と、ヨーク部11から外側に突出する第1突極12と、ヨーク部11から内側に突出すると共に第1突極12と同位相で設けられた第2突極13とを有している。
ヨーク部11は、円筒状であり、所定の厚みに形成されている。
第1突極12は、ヨーク部11の外周に45°間隔で8個設けられている。
第2突極13は、ヨーク部11の内周に第1突極12と同位相、つまり45°間隔で8個設けられている。
The
The
Eight first
Eight second
アウターステータ20は、環状の磁性体からなり、その内周に30°間隔で12個設けられた突極21と、突極21それぞれに巻き回されたアウターコイル22とを有している。アウターコイル22各々は、3相(U相、V相及びW相)いずれかのコイルとして機能するものであり、インバータ回路Crから供給される駆動電力によって磁力を発生する。
The
インナーステータ30は、環状の磁性体からなり、その外周にアウターステータ20の突極21と同位相、つまり30°間隔で12個設けられた突極31と、突極31それぞれに巻回されたインナーコイル32とを有する。インナーコイル32各々は、アウターコイル22と同様、3相(U相、V相及びW相)いずれかのコイルとして機能するものであり、インバータ回路Crから供給される駆動電力によって磁力を発生する。
The
なお、図2には、後述するモータ部Mtにおけるアウターステータ20の各相(U相、V相及びW相)における1つのアウターコイル22しか記載されていないが、これは図を簡略化するためであり、実際には、相毎に4つのアウターコイル22が直列あるいは並列に接続されている。また、インナーステータ30についても同様である。つまり、図2には、各相における1つのインナーコイル32しか記載されていないが、実際には、相毎に4つのインナーコイル32が設けられている。
FIG. 2 shows only one
第1スイッチング素子S1は、一端がアウターコイル22の一端に、また他端がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。
The first switching element S <b> 1 has one end connected to one end of the
第2スイッチング素子S2は、一端がアウターコイル22の他端に、また他端がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。また、第2スイッチング素子S2には、ダイオードSD2が設けられている。つまり、第2スイッチング素子S2は、図2に示すように、一端がダイオードSD2のアノード端子に、また他端がダイオードSD2のカソード端子にそれぞれ接続されている。
The second switching element S <b> 2 has one end connected to the other end of the
ダイオードSD2を設けるのは、過電流、過電圧及び高温等によるインバータ回路Crの各素子の破壊を防ぐために第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2、第3スイッチング素子S3、スイッチング素子S51及びスイッチング素子S52をオフ状態にした場合に、アウターコイル22及びインナーコイル32に溜まったエネルギーを、ダイオードD51及びダイオードD52を介して、平滑コンデンサCに逃がすためである。上記過電流はスイッチ制御部Cnの異常等によって発生し、過電圧は電源異常等によって発生し、高温はインバータ回路Crの冷却装置(図示略)の異常等によって発生する。
The diode SD2 is provided in order to prevent destruction of each element of the inverter circuit Cr due to overcurrent, overvoltage, high temperature, etc., the first switching element S1, the second switching element S2, the third switching element S3, the switching element S51, and the switching element. This is because when S52 is turned off, the energy accumulated in the
第3スイッチング素子S3は、一端がアウターコイル22の他端に、また他端がインナーコイル32の他端にそれぞれ接続されている。
The third switching element S <b> 3 has one end connected to the other end of the
これら第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3は、例えば、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)であり、ゲート端子がスイッチ制御部Cnに接続され、スイッチ制御部Cnから電圧値がハイレベルである制御信号がゲート端子に入力されるとオン状態となり、電圧値がローレベルである制御信号がゲート端子に入力されるとオフ状態となる。 The first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 are, for example, FETs (Field Effect Transistors), the gate terminals of which are connected to the switch control unit Cn, and the switch control unit Cn. When a control signal whose voltage value is high level is input to the gate terminal, it is turned on, and when a control signal whose voltage value is low level is input to the gate terminal, it is turned off.
また、第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3は、FET以外にも、例えばバイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)であってもよい。 Further, the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 may be, for example, a bipolar transistor or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in addition to the FET.
なお、図2には、各相(U相、V相及びW相)における1つのアウターコイル22と1つのインナーコイル32とを接続する第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3が記載されているが、これは図を簡略化するためであり、実際には、相毎の4つのアウターコイル22と4つのインナーコイル32とを接続する第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3がそれぞれ設けられている。
FIG. 2 shows the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching that connect one
インバータ回路Crは、図示しないインバータ制御部から入力されるPWM信号に基づいてスイッチングすることにより、直流電源Eから供給される直流電力をU相、V相及びW相からなる3相の駆動電力(交流電力)に変換して、モータ部Mtに供給する。 The inverter circuit Cr performs switching based on a PWM signal input from an inverter control unit (not shown), thereby converting the DC power supplied from the DC power source E into three-phase driving power (U phase, V phase and W phase). AC power) and supplied to the motor unit Mt.
このインバータ回路Crは、図2に示すように、平滑コンデンサC、スイッチング素子S51、スイッチング素子S52、ダイオードD51及びダイオードD52から構成されている。
平滑コンデンサCは、一端が直流電源Eのプラス側に、また他端がマイナス側にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2, the inverter circuit Cr includes a smoothing capacitor C, a switching element S51, a switching element S52, a diode D51, and a diode D52.
The smoothing capacitor C has one end connected to the positive side of the DC power source E and the other end connected to the negative side.
スイッチング素子S51は、一端が平滑コンデンサCの一端に、また他端がアウターコイル22の一端にそれぞれ接続されている。
スイッチング素子S52は、一端がインナーコイル32の他端に、また他端が平滑コンデンサCの他端にそれぞれ接続されている。
The
The switching element S52 has one end connected to the other end of the
ダイオードD51は、アノード端子がインナーコイル32の他端に、またカソード端子が平滑コンデンサCの一端にそれぞれ接続されている。
ダイオードD52は、アノード端子が平滑コンデンサの他端に、またカソード端子がアウターコイル22の一端にそれぞれ接続されている。
The diode D51 has an anode terminal connected to the other end of the
The diode D52 has an anode terminal connected to the other end of the smoothing capacitor and a cathode terminal connected to one end of the
このようなインバータ回路Crは、複数の動作モードを有する。つまり、インバータ回路Crは、スイッチング素子S51,S52両方をオン状態とすることで直流電源Eからアウターコイル22及びインナーコイル32に電力を供給する動作モードと、スイッチング素子S51,S52両方をオフ状態にしたり、スイッチング素子S51をオン状態かつスイッチング素子S52をオフ状態にしたり、あるいはスイッチング素子S51をオフ状態かつスイッチング素子S52をオン状態にしたりすることで直流電源Eからアウターコイル22及びインナーコイル32への電力供給を停止する動作モードとを有する。インバータ回路Crは、上記2つの動作モードを交互に切り替えることで、アウターコイル22及びインナーコイル32に供給する駆動電力を調整する。
Such an inverter circuit Cr has a plurality of operation modes. That is, the inverter circuit Cr sets both the switching elements S51 and S52 to the on state, thereby turning off both the switching element S51 and S52. The switching element S51 is turned on and the switching element S52 is turned off, or the switching element S51 is turned off and the switching element S52 is turned on, so that the DC power source E can be connected to the
なお、スイッチング素子S51,S52両方をオフ状態にした場合には、アウターコイル22及びインナーコイル32に溜まったエネルギーを、ダイオードD51及びダイオードD52を介して、電力として平滑コンデンサCに供給するため、平滑コンデンサCに溜まった電力を再利用することが可能となる。
When both the switching elements S51 and S52 are turned off, the energy accumulated in the
一方、スイッチング素子S51をオン状態かつスイッチング素子S52をオフ状態や、スイッチング素子S51をオフ状態かつスイッチング素子S52をオン状態にした場合には、一方のみをスイッチングするため、スイッチング損失を低減することが可能となる。また、スイッチング素子S51をオン状態かつスイッチング素子S52をオフ状態にすることと、スイッチング素子S51をオフ状態かつスイッチング素子S52をオン状態にすることとを交互に行うことで、スイッチング素子S51,S52それぞれのスイッチング回数を低減して劣化を抑制できる。 On the other hand, when the switching element S51 is turned on and the switching element S52 is turned off, or when the switching element S51 is turned off and the switching element S52 is turned on, only one of them is switched, so that switching loss can be reduced. It becomes possible. Further, the switching element S51 is turned on and the switching element S52 is turned off, and the switching element S51 is turned off and the switching element S52 is turned on alternately. It is possible to suppress deterioration by reducing the number of times of switching.
なお、スイッチング素子S51をオン状態かつスイッチング素子S52をオフ状態にした場合には、アウターコイル22及びインナーコイル32に溜まったエネルギーが、電力としてスイッチング素子S51及びダイオードD51を介して還流する。また、スイッチング素子S51をオフ状態かつスイッチング素子S52をオン状態にした場合には、アウターコイル22及びインナーコイル32に溜まったエネルギーが、電力としてスイッチング素子S52及びダイオードD52を介して還流する。
When the switching element S51 is turned on and the switching element S52 is turned off, the energy accumulated in the
回転位置センサRsは、モータ部Mtのロータ10の回転位置を検出し、当該回転位置を示す回転位置検出信号をスイッチ制御部Cnに出力する。
スイッチ制御部Cnは、第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3のスイッチング制御を行うマイクロコントローラであり、図2に示すように、回転数演算部Cn1、動作モード選択部Cn2及び制御信号発生部Cn3から構成されている。
The rotational position sensor Rs detects the rotational position of the
The switch controller Cn is a microcontroller that performs switching control of the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3. As shown in FIG. It consists of Cn2 and control signal generator Cn3.
回転数演算部Cn1は、回転位置センサRsから入力される回転位置検出信号を微分処理することにより、モータ部Mtのロータ10の回転状態値として角速度を算出し、算出した角速度に基づいてロータ10の回転数を算出して、動作モード選択部Cn2に出力する。
The rotation speed calculation unit Cn1 calculates an angular velocity as a rotation state value of the
動作モード選択部Cn2は、上位制御装置から入力されるトルク目標値及び回転数演算部Cn1から入力されるロータ10の回転数に基づいて第1〜第4動作モード(詳細については後述)のいずれか1つを選択し、選択した動作モードに基づいて第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3のうち、いずれをオン状態またはオフ状態とするのかを決定し、決定した結果を制御信号発生部Cn3に出力する。なお、動作モード選択部Cn2の詳細な動作については、本スイッチトリラクタンス回転機の動作として後述する。また、上記上位制御装置は、例えば、ユーザーによる操作指示に基づいてトルク目標値を受け付けるものである。
The operation mode selection unit Cn2 is one of first to fourth operation modes (details will be described later) based on the torque target value input from the host controller and the rotation speed of the
制御信号発生部Cn3は、動作モード選択部Cn2によって決定された結果に基づいて第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3をオン状態またはオフ状態にするための制御信号を生成し、第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3各々に出力する。 The control signal generator Cn3 generates a control signal for turning the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 on or off based on the result determined by the operation mode selector Cn2. And output to each of the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3.
次に、このように構成された本スイッチトリラクタンス回転機の動作について説明する。
本スイッチトリラクタンス回転機は、第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3を制御することによって、以下に説明する第1〜第4動作モードを実行する。なお、以下動作は、U相、V相及びW相それぞれで実行されるものである。相毎で以下動作が実行されるタイミングは、120度ずつずれている。
Next, an operation of the switched reluctance rotating machine configured as described above will be described.
The switched reluctance rotating machine executes first to fourth operation modes described below by controlling the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3. Note that the following operations are executed in each of the U phase, the V phase, and the W phase. The timing at which the following operations are executed for each phase is shifted by 120 degrees.
第1動作モードは、第1スイッチング素子S1及び第3スイッチング素子S3をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S2をオフ状態にすることでアウターコイル22とインナーコイル32とを並列接続状態にする動作モードである。
第2動作モードは、第2スイッチング素子S2をオン状態にし、かつ第1スイッチング素子S1及び第3スイッチング素子S3をオフ状態にすることでアウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする動作モードである。
The first operation mode is an operation in which the
The second operation mode is an operation in which the
第3動作モードは、第3スイッチング素子S3をオン状態にし、かつ第1スイッチング素子S1及び第2スイッチング素子S2をオフ状態にすることでアウターコイル22のみに電力が供給される状態にする動作モードである。
第4動作モードは、第1スイッチング素子S1をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3をオフ状態にすることでインナーコイル32のみに電力が供給される状態にする動作モードである。
The third operation mode is an operation mode in which power is supplied only to the
The fourth operation mode is an operation mode in which power is supplied only to the
上記動作モードの特徴として、第1動作モードは、アウターコイル22とインナーコイル32とが並列接続状態であるため、上記第1〜第4動作モードのうち、合成インダクタンスが最も低くなる。したがって、ロータ10の回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態になった場合でも、インピーダンスが高くならずに、電流が流れやすいため、所望のトルクを確保することができる。
As a feature of the operation mode, since the
一方、第2動作モードは、アウターコイル22とインナーコイル32とが直列接続状態であるため、上記第1〜第4動作モードのうち、合成インダクタンスが最も高くなる。したがって、ロータ10の回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態になった場合、インピーダンスが高くなることによって電流が流れにくくなり、高トルクを発生しづらい。しかしながら、鉄損が小さいため、モータ効率を高めることができるという特徴がある。なお、モータ効率とは、入力された電力に対する出力される機械的エネルギー(トルクと回転数との積)の比率である。
On the other hand, since the
動作モード選択部Cn2は、上述した第1〜第4動作モードの切り替え制御を行う。つまり、動作モード選択部Cn2は、上位制御装置から入力されるトルク目標値及び回転数演算部Cn1から入力されるロータ10の回転数に基づいて上述した第1〜第4動作モードのいずれか1つを選択する。例えば、動作モード選択部Cn2は、図3(a)〜(c)のいずれかの選択パターンに従って動作モードを決定する。なお、図3(a)〜(c)は、縦軸がトルク目標値であり、また横軸がロータ10の回転数であり、トルク目標値とロータ10の回転数とによって決定される動作モードを示している。
The operation mode selection unit Cn2 performs switching control of the first to fourth operation modes described above. That is, the operation mode selection unit Cn2 is one of the first to fourth operation modes described above based on the torque target value input from the host controller and the rotation speed of the
例えば、動作モード選択部Cn2は、図3(a)に従って動作モードを選択する場合、低トルクかつ低回転時には、第3動作モードを選択し、一方、高トルクかつ高回転時には、第1動作モードを選択する。ここで、動作モード選択部Cn2は、トルク目標値及びロータ10の回転数に動作モードが対応付けられたテーブル(図4参照)に基づいて動作モードを選択する。上記テーブルは、図4に示すように、トルク目標値とロータ10の回転数とを縦軸及び横軸とするマトリックスに各動作モードが登録されたデータテーブルである。
For example, when the operation mode selection unit Cn2 selects the operation mode according to FIG. 3A, the third operation mode is selected at the time of low torque and low rotation, while the first operation mode is selected at the time of high torque and high rotation. Select. Here, the operation mode selection unit Cn2 selects an operation mode based on a table (see FIG. 4) in which the operation mode is associated with the torque target value and the rotation speed of the
つまり、動作モード選択部Cn2は、図3(a)に従って動作モードを選択する場合、図3(a)の選択パターンに基づくテーブルを予め記憶し、上位制御装置から入力されるトルク目標値及び回転数演算部Cn1から入力されるロータ10の回転数に基づいてテーブルを検索することで、選択する動作モードを決定する。
That is, when the operation mode selection unit Cn2 selects an operation mode according to FIG. 3A, the operation mode selection unit Cn2 stores a table based on the selection pattern of FIG. The operation mode to be selected is determined by searching the table based on the rotation speed of the
また、動作モード選択部Cn2は、図3(a)以外にも、第1、第2、第3動作モードを用いる図3(b)や、第2、第3動作モードを用いる図3(c)に従って、動作モードを選択するようにしてもよい。図3(b)あるいは(c)を活用する場合でも、図3(a)を活用する場合と同様、動作モード選択部Cn2は、トルク目標値とロータ10の回転数とに動作モードが対応付けられたテーブルを予め記憶し、このテーブルに基づいて動作モードを選択する。また、図3(a)〜(c)の選択パターンでは、第4動作モードが用いられていないが、第4動作モードを用いるようにしてもよい。
In addition to FIG. 3A, the operation mode selection unit Cn2 also uses FIG. 3B using the first, second, and third operation modes, and FIG. 3C using the second and third operation modes. ), The operation mode may be selected. Even when FIG. 3B or FIG. 3C is utilized, the operation mode selection unit Cn2 associates the operation mode with the torque target value and the rotation speed of the
図3(a)〜(c)で共通しているのは、低トルクかつ低回転領域には、インダクタンスの大きな動作モードが割り当てられ、高トルクかつ高回転領域には、インダクタンスの小さな動作モードが割り当てれていることである。これにより、低トルクかつ低回転時には、鉄損を小さくして、モータ効率を高めることができ、一方、高トルクかつ高回転時には、より高いトルクを得ることができる。 3 (a) to 3 (c) are common in that an operation mode having a large inductance is assigned to the low torque and low rotation region, and an operation mode having a small inductance is assigned to the high torque and high rotation region. It is assigned. As a result, when the torque is low and the rotation is low, the iron loss can be reduced and the motor efficiency can be increased. On the other hand, when the torque is high and the rotation is high, a higher torque can be obtained.
続いて、動作モード選択部Cn2は、選択した動作モードに基づいて第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3のうち、いずれをオン状態またはオフ状態とするのかを決定し、決定した結果を制御信号発生部Cn3に出力する。制御信号発生部Cn3は、動作モード選択部Cn2によって決定された結果に基づいて第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3をオン状態またはオフ状態にするための制御信号を生成し、第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3各々に出力する。この結果、本スイッチトリラクタンス回転機は、動作モード選択部Cn2により選択された動作モードに移行する。 Subsequently, the operation mode selection unit Cn2 determines which of the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 is to be turned on or off based on the selected operation mode. The determined result is output to the control signal generator Cn3. The control signal generator Cn3 generates a control signal for turning the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 on or off based on the result determined by the operation mode selector Cn2. And output to each of the first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3. As a result, the switched reluctance rotating machine shifts to the operation mode selected by the operation mode selection unit Cn2.
このような本実施形態によれば、第1、第3スイッチング素子S1,S3をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S2をオフ状態にすることでアウターコイル22とインナーコイル32とを並列接続状態(第1動作モード)にする、第3スイッチング素子S3をオン状態にし、かつ第1、第2スイッチング素子S1,S2をオフ状態にすることでアウターコイル22のみに電力が供給される状態(第3動作モード)にする、あるいは第1スイッチング素子S1をオン状態にし、かつ第2、第3スイッチング素子S2,S3をオフ状態にすることでインナーコイル32のみに電力が供給される状態(第4動作モード)にする、つまり、アウターコイル22とインナーコイル32とが直列接続されていない状態にすることによって、合成インダクタンスを小さくできるため、回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態であっても、電流が流れやすく、高トルクを発生することができる。つまり、本実施形態によれば、高回転領域を含む広い回転領域で高トルクを実現することができる。
According to this embodiment, the
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機について説明する。
本第2実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機は、以下の点において、上記第1実施形態と相違する。つまり、本実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機は、図5に示すように、アウターコイル22に代わって、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bを備え、また図6に示すように、インナーコイル32に代わって、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bを、第1、第2、第3スイッチング素子S11,S12,S13を介して接続する点において、上記第1実施形態と相違する。
[Second Embodiment]
Next, a switched reluctance rotating machine according to the second embodiment will be described.
The switched reluctance rotating machine according to the second embodiment is different from the first embodiment in the following points. That is, the switched reluctance rotating machine according to the present embodiment includes a first
また、第2実施形態は、インナーコイル32に、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bや、第1、第2、第3スイッチング素子S11,S12,S13を介さずに、駆動電力が供給するために、インバータ回路Crがスイッチング素子S61,S62及びダイオードD61,D62を備える点においても、上記第1実施形態と相違する。これ以外の構成要素については第1実施形態と同様である。よって、第2実施形態において第1実施形態と同様の構成要素については説明を省略する。
In the second embodiment, driving power is supplied to the
第1アウターコイル22aは、図5に示すように、突極21に巻き回されている。
また、第2アウターコイル22bは、第1アウターコイル22aに対して上下に並ぶようにして突極21に巻き回されている。つまり、第2アウターコイル22bは、第1アウターコイル22aに対してロータ10の径方向に配置されているようにして突極21に巻き回されている。なお、図5では、第1アウターコイル22aの上に第2アウターコイル22bが配置されているが、第2アウターコイル22bの上に第1アウターコイル22aが配置されていてもよい。
このような第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bは、インバータ回路Crから供給される駆動電力によって磁力を発生する。
The first
The second
Such first
第1スイッチング素子S11は、一端が第1アウターコイル22aの一端に、また他端が第2アウターコイル22bの一端にそれぞれ接続されている。
The first switching element S11 has one end connected to one end of the first
第2スイッチング素子S12は、一端が第1アウターコイル22aの他端に、また他端が第2アウターコイル22bの一端にそれぞれ接続されている。また、第2スイッチング素子S12には、ダイオードSD12が設けられている。つまり、第2スイッチング素子S12は、図2に示すように、一端がダイオードSD12のアノード端子に、また他端がダイオードSD12のカソード端子にそれぞれ接続されている。
The second switching element S12 has one end connected to the other end of the first
ダイオードSD12を設けるのは、過電流、過電圧及び高温等によるインバータ回路Crの各素子の破壊を防ぐために第1スイッチング素子S11、第2スイッチング素子S12、第3スイッチング素子S13、スイッチング素子S51及びスイッチング素子S52をオフ状態にした場合に、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bに溜まったエネルギーを、ダイオードD51及びダイオードD52を介して、平滑コンデンサCに逃がすためである。上記過電流はスイッチ制御部Cnの異常等によって発生し、過電圧は電源異常等によって発生し、高温はインバータ回路Crの冷却装置(図示略)の異常等によって発生する。
The diode SD12 is provided in order to prevent destruction of each element of the inverter circuit Cr due to overcurrent, overvoltage, high temperature, etc., the first switching element S11, the second switching element S12, the third switching element S13, the switching element S51, and the switching element. This is because the energy accumulated in the first
第3スイッチング素子S13は、一端が第1アウターコイル22aの他端に、また他端が第2アウターコイル22bの他端にそれぞれ接続されている。
The third switching element S13 has one end connected to the other end of the first
これら第1スイッチング素子S11、第2スイッチング素子S12及び第3スイッチング素子S13は、例えば、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)であり、ゲート端子がスイッチ制御部Cnに接続され、スイッチ制御部Cnから電圧値がハイレベルである制御信号がゲート端子に入力されるとオン状態となり、電圧値がローレベルである制御信号がゲート端子に入力されるとオフ状態となる。 The first switching element S11, the second switching element S12, and the third switching element S13 are, for example, FETs (Field Effect Transistors), the gate terminals of which are connected to the switch control unit Cn, and the switch control unit Cn. When a control signal whose voltage value is high level is input to the gate terminal, it is turned on, and when a control signal whose voltage value is low level is input to the gate terminal, it is turned off.
また、第1スイッチング素子S11、第2スイッチング素子S12及び第3スイッチング素子S13は、FET以外にも、例えばバイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)であってもよい。 The first switching element S11, the second switching element S12, and the third switching element S13 may be, for example, a bipolar transistor or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in addition to the FET.
インバータ回路Crは、平滑コンデンサC、スイッチング素子S51、スイッチング素子S52、ダイオードD51及びダイオードD52に加えて、スイッチング素子S61、スイッチング素子S62、ダイオードD61及びダイオードD62を備える。 The inverter circuit Cr includes a switching capacitor S61, a switching element S62, a diode D61, and a diode D62 in addition to the smoothing capacitor C, the switching element S51, the switching element S52, the diode D51, and the diode D52.
スイッチング素子S61は、一端が平滑コンデンサCの一端に、また他端がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。
スイッチング素子S62は、一端がインナーコイル32の他端に、また他端が平滑コンデンサCの他端にそれぞれ接続されている。
The switching element S61 has one end connected to one end of the smoothing capacitor C and the other end connected to one end of the
The switching element S62 has one end connected to the other end of the
ダイオードD51は、アノード端子がインナーコイル32の他端に、またカソード端子が平滑コンデンサCの一端にそれぞれ接続されている。
ダイオードD52は、アノード端子が平滑コンデンサの他端に、またカソード端子がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。
インバータ回路Crは、スイッチング素子S51,S52,S61,S62を制御することで、第1アウターコイル22a、第2アウターコイル22b及びインナーコイル32に供給する駆動電力を調整する。
The diode D51 has an anode terminal connected to the other end of the
The diode D52 has an anode terminal connected to the other end of the smoothing capacitor and a cathode terminal connected to one end of the
The inverter circuit Cr adjusts the driving power supplied to the first
次に、このように構成された本スイッチトリラクタンス回転機の動作について説明する。
本スイッチトリラクタンス回転機は、第1スイッチング素子S11、第2スイッチング素子S12及び第3スイッチング素子S13を制御することによって、以下に説明する第1〜第4動作モードを実行する。なお、以下動作は、U相、V相及びW相それぞれで実行されるものである。相毎で以下動作が実行されるタイミングは、120度ずつずれている。
Next, an operation of the switched reluctance rotating machine configured as described above will be described.
The switched reluctance rotating machine executes first to fourth operation modes described below by controlling the first switching element S11, the second switching element S12, and the third switching element S13. Note that the following operations are executed in each of the U phase, the V phase, and the W phase. The timing at which the following operations are executed for each phase is shifted by 120 degrees.
第1動作モードは、第1スイッチング素子S11及び第3スイッチング素子S13をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S12をオフ状態にすることで第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとを並列接続状態にする動作モードである。
第2動作モードは、第2スイッチング素子S12をオン状態にし、かつ第1スイッチング素子S11及び第3スイッチング素子S13をオフ状態にすることで第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとを直列接続状態にする動作モードである。
In the first operation mode, the first
In the second operation mode, the first
第3動作モードは、第3スイッチング素子S13をオン状態にし、かつ第1スイッチング素子S11及び第2スイッチング素子S12をオフ状態にすることで第1アウターコイル22aのみに電力が供給される状態にする動作モードである。
第4動作モードは、第1スイッチング素子S11をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S12及び第3スイッチング素子S13をオフ状態にすることで第2アウターコイル22bのみに電力が供給される状態にする動作モードである。
In the third operation mode, the third switching element S13 is turned on, and the first switching element S11 and the second switching element S12 are turned off, so that power is supplied only to the first
In the fourth operation mode, the first switching element S11 is turned on, and the second switching element S12 and the third switching element S13 are turned off to supply power only to the second
上記動作モードの特徴として、第1動作モードは、第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとが並列接続状態であるため、上記第1〜第4動作モードのうち、合成インダクタンスが最も低くなる。したがって、ロータ10の回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態になった場合でも、インピーダンスが高くならずに、電流が流れやすいため、高トルクを発生することができる。
As a feature of the operation mode, since the first
一方、第2動作モードは、第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとが直列接続状態であるため、上記第1〜第4動作モードのうち、合成インダクタンスが最も高くなる。したがって、ロータ10の回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態になった場合、インピーダンスが高くなることによって電流が流れにくくなり、高トルクを発生しづらい。しかしながら、鉄損が小さいため、モータ効率を高めることができるという特徴がある。
On the other hand, in the second operation mode, since the first
また、第3動作モードと第4モードとについては、例えば、第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとのインダクタンスが同じである場合には、合成インダクタンスに差を生じないが、第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとのインダクタンスが異なる場合には、合成インダクタンスにも差を生じる。
For the third operation mode and the fourth mode, for example, when the inductances of the first
動作モード選択部Cn2は、上述した第1〜第4動作モードの切り替え制御を行う。つまり、動作モード選択部Cn2は、上位制御装置から入力されるトルク目標値及び回転数演算部Cn1から入力されるロータ10の回転数に基づいて上述した第1〜第4動作モードのいずれか1つを選択する。ここで、動作モード選択部Cn2は、第1実施形態と同様に、低トルクかつ低回転時には、合成インダクタンスの大きな動作モードを選択し、高トルクかつ高回転時には、合成インダクタンスの小さな動作モードを選択する。これによって、低トルクかつ低回転時には、鉄損を小さくして、モータ効率を高めることができ、一方、高トルクかつ高回転時には、より高いトルクを得ることができる。
The operation mode selection unit Cn2 performs switching control of the first to fourth operation modes described above. That is, the operation mode selection unit Cn2 is one of the first to fourth operation modes described above based on the torque target value input from the host controller and the rotation speed of the
また、インナーコイル32については、必要に応じてインバータ回路Crから駆動電力を供給するようにすればよい。例えば、インナーコイル32の活用方法として、低トルクを必要とする場合に、インナーコイル32のみに駆動電力を供給したり、また、より高いトルクを必要とする場合に、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bに加えてインナーコイル32に駆動電力を供給したりするようにすればよい。
The
また、インバータ回路Crは、インナーコイル32に供給する駆動電力を制御するために、複数の動作モードを有する。つまり、インバータ回路Crは、スイッチング素子S61,S62両方をオン状態とすることで直流電源Eからインナーコイル32に電力を供給する動作モードと、スイッチング素子S61,S62両方をオフ状態にしたり、スイッチング素子S61をオン状態かつスイッチング素子S62をオフ状態にしたり、あるいはスイッチング素子S61をオフ状態かつスイッチング素子S62をオン状態にしたりすることで直流電源Eからインナーコイル32への電力供給を停止する動作モードとを有する。インバータ回路Crは、上記2つの動作モードを交互に切り替えることで、インナーコイル32に供給する駆動電力を調整する。
Further, the inverter circuit Cr has a plurality of operation modes in order to control the driving power supplied to the
なお、スイッチング素子S61,S62両方をオフ状態にした場合には、インナーコイル32に溜まったエネルギーを、ダイオードD51及びダイオードD52を介して、電力として平滑コンデンサCに供給するため、平滑コンデンサCに溜まった電力を再利用することが可能となる。
When both the switching elements S61 and S62 are turned off, the energy accumulated in the
一方、スイッチング素子S61をオン状態かつスイッチング素子S62をオフ状態や、スイッチング素子S61をオフ状態かつスイッチング素子S62をオン状態にした場合には、一方のみをスイッチングするため、スイッチング損失を低減することが可能となる。また、スイッチング素子S61をオン状態かつスイッチング素子S62をオフ状態にすることと、スイッチング素子S61をオフ状態かつスイッチング素子S62をオン状態にすることとを交互に行うことで、スイッチング素子S61,S52それぞれのスイッチング回数を低減して劣化を抑制できる。 On the other hand, when the switching element S61 is turned on and the switching element S62 is turned off, or when the switching element S61 is turned off and the switching element S62 is turned on, only one of them is switched, so that switching loss can be reduced. It becomes possible. Further, the switching element S61 is turned on and the switching element S62 is turned off, and the switching element S61 is turned off and the switching element S62 is turned on alternately. It is possible to suppress deterioration by reducing the number of times of switching.
なお、スイッチング素子S61をオン状態かつスイッチング素子S62をオフ状態にした場合には、インナーコイル32に溜まったエネルギーが、電力としてスイッチング素子S61及びダイオードD61を介して還流する。また、スイッチング素子S61をオフ状態かつスイッチング素子S62をオン状態にした場合には、インナーコイル32に溜まったエネルギーが、電力としてスイッチング素子S62及びダイオードD62を介して還流する。
When the switching element S61 is turned on and the switching element S62 is turned off, the energy accumulated in the
このような本実施形態によれば、第1、第3スイッチング素子S11,S13をオン状態にし、かつ第2スイッチング素子S12をオフ状態にすることで第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとを並列接続状態(第1動作モード)にする、第3スイッチング素子S3をオン状態にし、かつ第1、第2スイッチング素子S11,S12をオフ状態にすることで第1アウターコイル22aのみに電力が供給される状態(第3動作モード)にする、あるいは第1スイッチング素子S11をオン状態にし、かつ第2、第3スイッチング素子S12,S13をオフ状態にすることで第2アウターコイル22bのみに電力が供給される状態(第4動作モード)にする、つまり、第1アウターコイル22aと第2アウターコイル22bとが直列接続されていない状態にすることによって、合成インダクタンスを小さくできるため、回転数が高い状態、つまり、供給される電流の周波数が高い状態であっても、電流が流れやすく、高トルクを発生することができる。つまり、本実施形態によれば、高回転領域を含む広い回転領域で高トルクを実現することができる。
According to this embodiment, the first
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記第1、第2実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機は、モータとして活用されているが、本発明はこれに限定されない。つまり、本発明は、発電機として活用されるようにしてもよい。
例えば、本発明は、図7に示すタービン発電装置の発電機53として活用することができる。このタービン発電装置は、図7に示すように、翼51、増速機52、発電機53、変圧器54及び制御装置55を備える。翼51は、流体のエネルギーを回転エネルギーに変換するものである。増速機52は、翼51の回転と発電機53の回転とを合わせ、ロータ10に回転トルクを発生させるものである。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) Although the switched reluctance rotating machine according to the first and second embodiments is used as a motor, the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be utilized as a generator.
For example, the present invention can be used as the
発電機53は、上述した第1実施形態あるいは第2実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機である。この発電機53において、スイッチ制御部Cnの動作モード選択部Cn2は、上述した第1実施形態及び第2実施形態と異なる点として、上位制御装置から入力されるトルク目標値の代わりに、制御装置55から入力される発電目標値(電力目標値)に基づいて動作モードを選択する。つまり、発電機53において、スイッチ制御部Cnの動作モード選択部Cn2は、制御装置55から入力される発電目標値及び回転数演算部Cn1から入力されるロータ10の回転数に基づいて動作モードを選択する。
The
つまり、動作モード選択部Cn2は、低出力かつ低回転時(低速域)には、合成インダクタンスの大きな動作モードを選択し、高出力かつ高回転時(高速域)には、合成インダクタンスの小さな動作モードを選択する。これによって、低出力かつ低回転時(低速域)には、鉄損を小さくして、発電効率を高めることができ、一方、高出力かつ高回転時(高速域)には、より高い発電能力を得ることができる。 That is, the operation mode selection unit Cn2 selects an operation mode with a large combined inductance at low output and low rotation (low speed range), and operates at a low combined inductance at high output and high rotation (high speed range). Select a mode. This reduces iron loss and increases power generation efficiency at low output and low speed (low speed range), while higher power generation capacity at high output and high speed (high speed range). Can be obtained.
変圧器54は、発電機53から取り出した3相交流電流の電圧を調整し、工場や家庭等の所定の電力系統に出力するものである。制御装置55は、負荷変動に応じて必要な電力量を算出し、算出した電力量に基づく発電目標値を発電機53に出力する。 これによれば、高回転領域を含む広い回転領域で高い発電能力を実現することができる。
また、上記タービン発電装置は、増速機52を用いているが、仕様によっては増速機52が不要な場合もある。
The
Moreover, although the said
(2)例えば、上記実施形態では、3相モータを例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されることなく、2相モータ、4相モータ、5相モータ等にも適用することができる。また、3相モータにおいて12/8極構造を例示して説明したが、本発明はこの極数に限定されず、例えば6/4極構造等であっても良い。発電機に適用する場合も同様である。 (2) For example, in the above embodiment, a three-phase motor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this configuration, and may be applied to a two-phase motor, a four-phase motor, a five-phase motor, and the like. Can do. Further, although a 12 / 8-pole structure has been described as an example in a three-phase motor, the present invention is not limited to this number of poles, and may be a 6 / 4-pole structure, for example. The same applies to a generator.
(3)上記第1、第2実施形態に係るスイッチトリラクタンス回転機は、図2あるいは図6に示すように構成したものであるが、本発明はこれに限定されない。
図2及び図6に示されたもの以外にも、例えば、図8、図13及び図16に示す構成も考えられる。
(3) Although the switched reluctance rotating machine according to the first and second embodiments is configured as shown in FIG. 2 or FIG. 6, the present invention is not limited to this.
In addition to the configurations shown in FIGS. 2 and 6, for example, the configurations shown in FIGS. 8, 13, and 16 are also conceivable.
図8には、アウターコイル22及びインナーコイル32への電力の流れを制御する回路Cyを示している。この回路Cyは、図8に示すように、モータ部Mtの3相(U相、V相及びW相)に応じて設けられ、第1スイッチング素子S21、第2スイッチング素子S22、第1ダイオードD71、第2ダイオードD72及び第3ダイオードD73、第3スイッチング素子S23、第4スイッチング素子S24から構成されている。
FIG. 8 shows a circuit Cy that controls the flow of power to the
第1スイッチング素子S21は、一端が直流電源Eのプラス側に、また他端がアウターコイル22の一端にそれぞれ接続されている。
第2スイッチング素子S22は、一端がアウターコイル22の他端に、また他端が直流電源Eのマイナス側にそれぞれ接続されている。また、第2スイッチング素子S22には、アノード端子が第2スイッチング素子S22の他端に、またカソード端子が第2スイッチング素子S22の一端にそれぞれ接続されるダイオードSD22が設けられている。
The first switching element S <b> 21 has one end connected to the plus side of the DC power source E and the other end connected to one end of the
The second switching element S22 has one end connected to the other end of the
第1ダイオードD71は、アノード端子が直流電源Eのマイナス側に、またカソード端子が第1スイッチング素子S21の他端にそれぞれ接続されている。
第2ダイオードD72は、アノード端子がインナーコイル32の他端に、またカソード端子が直流電源Eのプラス側にそれぞれ接続されている。
第3ダイオードD73は、アノード端子がアウターコイル22の他端に、またカソード端子がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。
The first diode D71 has an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply E and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element S21.
The second diode D72 has an anode terminal connected to the other end of the
The third diode D73 has an anode terminal connected to the other end of the
第3スイッチング素子S23は、一端がインナーコイル32の他端及び第2ダイオードD72のアノード端子に、また他端が直流電源Eのマイナス側にそれぞれ接続されている。
第4スイッチング素子S24は、一端が直流電源Eのプラス側に、また他端がインナーコイル32の一端にそれぞれ接続されている。また、第4スイッチング素子S24には、アノード端子が第4スイッチング素子S24の他端に、またカソード端子が第4スイッチング素子S24の一端にそれぞれ接続されるダイオードSD24が設けられている。
The third switching element S23 has one end connected to the other end of the
The fourth switching element S24 has one end connected to the positive side of the DC power source E and the other end connected to one end of the
次に、このように構成された本スイッチトリラクタンス回転機の動作について説明する。なお、以下動作は、U相、V相及びW相それぞれで実行されるものである。相毎で以下動作が実行されるタイミングは、120度ずつずれている。
本スイッチトリラクタンス回転機では、図9(a)に示すように、第1、第2、第3、第4スイッチング素子S21,S22,S23,S24をオン状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを並列接続状態にする。
Next, an operation of the switched reluctance rotating machine configured as described above will be described. Note that the following operations are executed in each of the U phase, the V phase, and the W phase. The timing at which the following operations are executed for each phase is shifted by 120 degrees.
In this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 9A, the first, second, third, and fourth switching elements S21, S22, S23, and S24 are turned on, The
そして、図9(a)の状態から、図9(a1)に示すように、第1、第2、第4スイッチング素子S21,S22,S24をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Then, from the state of FIG. 9A, as shown in FIG. 9A1, the first, second, and fourth switching elements S21, S22, and S24 are turned off, so that the
また、図9(a)の状態から、図9(a2)に示すように、第1、第4スイッチング素子S21,S24をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, from the state of FIG. 9 (a), as shown in FIG. 9 (a2), the
また、アウターコイル22の周囲に電力を流れやすくするための十分な磁場が形成されていない場合には、図9(a)の状態から、図9(a3)に示すように、第1、第2、第4スイッチング素子S21,S22,S24をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, when a sufficient magnetic field for facilitating the flow of electric power is not formed around the
また、図9(a)の状態から、図9(a11)に示すように、第1、第2、第3、第4スイッチング素子S21,S22,S23,S24をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, from the state of FIG. 9 (a), as shown in FIG. 9 (a11), the first, second, third, and fourth switching elements S21, S22, S23, and S24 are turned off, so that the outer The
また、アウターコイル22の周囲に電力を流れやすくするための十分な磁場が形成されていない場合には、図9(a)の状態から、図9(a12)に示すように、第1、第2、第3、第4スイッチング素子S21,S22,S23,S24をオフ状態にし、かつアウターコイル22の電流がインナーコイル32の電流を下回る場合、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, when a sufficient magnetic field for facilitating the flow of electric power is not formed around the
また、インナーコイル32の周囲に電力を流れやすくするための十分な磁場が形成されていない場合には、図9(a)の状態から、図9(a13)に示すように、第1、第2、第3、第4スイッチング素子S21,S22,S23,S24をオフ状態にし、かつアウターコイル22の電流がインナーコイル32の電流を上回る場合、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, in the case where a sufficient magnetic field for facilitating the flow of electric power is not formed around the
また、アウターコイル22の周囲に電力を流れやすくするための十分な磁場が形成されていない場合には、図9(a)の状態から、図9(a21)に示すように、第2、第3スイッチング素子S22,S23をオフ状態にし、かつアウターコイル22の電流がインナーコイル32の電流を下回る場合、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, in the case where a sufficient magnetic field for facilitating the flow of electric power is not formed around the
また、図9(a)の状態から、図9(a22)に示すように、第2、第3、第4スイッチング素子S22,S23,S24をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。 Further, as shown in FIG. 9A22, the second, third, and fourth switching elements S22, S23, and S24 are turned off from the state shown in FIG. 32 are connected in series.
また、インナーコイル32の周囲に電力を流れやすくするための十分な磁場が形成されていない場合には、図9(a)の状態から、図9(a23)に示すように、第2、第3スイッチング素子S22,S23をオフ状態にし、かつアウターコイル22の電流がインナーコイル32の電流を上回る場合、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。なお、第4スイッチング素子S24については、オン状態であってもよいし、オフ状態であってもよい。
Further, in the case where a sufficient magnetic field for facilitating the flow of electric power is not formed around the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図10(b)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22のみをオン状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Further, in this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 10 (b), only the first and second switching elements S21 and S22 are turned on to allow power to flow only to the
そして、図10(b)の状態から、図10(b1)に示すように、第2スイッチング素子S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Then, from the state of FIG. 10B, as shown in FIG. 10B1, the second switching element S22 is turned off, so that power is supplied only to the
また、図10(b)の状態から、図10(b2)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Also, as shown in FIG. 10B2 from the state of FIG. 10B, the first switching element S21 is turned off, so that power is supplied only to the
また、図10(b)の状態から、図10(b3)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Further, from the state of FIG. 10B, as shown in FIG. 10B3, the first and second switching elements S21 and S22 are turned off to allow power to flow only to the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図11(c)に示すように、第3、第4スイッチング素子S23,S24のみをオン状態にすることによって、インナーコイル32にのみに電力を流す。
Further, in the present switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 11 (c), only the third and fourth switching elements S23 and S24 are turned on so that electric power flows only to the
そして、図11(c)の状態から、図11(c1)に示すように、第3スイッチング素子S23をオフ状態にすることによって、インナーコイル32にのみに電力を流す。
Then, from the state of FIG. 11C, as shown in FIG. 11C1, the third switching element S23 is turned off, so that power is supplied only to the
また、図11(c)の状態から、図11(c2)に示すように、第4スイッチング素子S24をオフ状態にすることによって、インナーコイル32にのみに電力を流す。
Also, as shown in FIG. 11C2, the fourth switching element S24 is turned off from the state shown in FIG. 11C, so that power is supplied only to the
また、図11(c)の状態から、図11(c3)に示すように、第3、第4スイッチング素子S23,S24をオフ状態にすることによって、インナーコイル32にのみに電力を流す。
Further, from the state of FIG. 11C, as shown in FIG. 11C3, the third and fourth switching elements S23 and S24 are turned off to allow power to flow only to the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図12(d)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23のみをオン状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
In this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 12 (d), the
そして、図12(d)の状態から、図12(d1)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Then, from the state of FIG. 12 (d), as shown in FIG. 12 (d1), the first and third switching elements S21 and S23 are turned off to connect the
また、図12(d)の状態から、図12(d2)に示すように、第3スイッチング素子S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Also, from the state of FIG. 12D, as shown in FIG. 12D2, the third switching element S23 is turned off, so that the
また、図12(d)の状態から、図12(d3)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, from the state of FIG. 12D, as shown in FIG. 12D3, the first switching element S21 is turned off, so that the
次に、図13に示すスイッチトリラクタンス回転機について説明する。
図13に示すスイッチトリラクタンス回転機は、以下の点において、上記図8に示すものと相違する。つまり、図13に示すスイッチトリラクタンス回転機は、第3ダイオードD73を削除し、第4スイッチング素子S24に代わって、第3ダイオードD74を備える点において、上記図8に示すものと相違する。これ以外の構成要素については図8と同様である。よって、図13において図8と同様の構成要素については説明を省略する。
Next, the switched reluctance rotating machine shown in FIG. 13 will be described.
The switched reluctance rotating machine shown in FIG. 13 is different from that shown in FIG. 8 in the following points. That is, the switched reluctance rotating machine shown in FIG. 13 is different from that shown in FIG. 8 in that the third diode D73 is deleted and a third diode D74 is provided instead of the fourth switching element S24. Other components are the same as those in FIG. Therefore, in FIG. 13, description of the same components as those in FIG. 8 is omitted.
第3ダイオードD74は、アノード端子がインナーコイル32の一端に、またカソード端子が直流電源Eのプラス側にそれぞれ接続されている。
The third diode D74 has an anode terminal connected to one end of the
次に、このように構成された本スイッチトリラクタンス回転機の動作について説明する。なお、以下動作は、U相、V相及びW相それぞれで実行されるものである。相毎で以下動作が実行されるタイミングは、120度ずつずれている。
本スイッチトリラクタンス回転機では、図14(e)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23をオン状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Next, an operation of the switched reluctance rotating machine configured as described above will be described. Note that the following operations are executed in each of the U phase, the V phase, and the W phase. The timing at which the following operations are executed for each phase is shifted by 120 degrees.
In this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 14 (e), the
そして、図14(e)の状態から、図14(e1)に示すように、第3スイッチング素子S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Then, as shown in FIG. 14E1, from the state of FIG. 14E, the third switching element S23 is turned off, so that the
また、図14(e)の状態から、図14(e2)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Also, as shown in FIG. 14 (e2), the
また、図14(e)の状態から、図14(e3)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, from the state of FIG. 14E, as shown in FIG. 14E3, the first switching element S21 is turned off, so that the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図15(f)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22のみをオン状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Further, in this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 15 (f), power is supplied only to the
そして、図15(f)の状態から、図15(f1)に示すように、第2スイッチング素子S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Then, from the state of FIG. 15 (f), as shown in FIG. 15 (f 1), the second
また、図15(f)の状態から、図15(f2)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Further, from the state of FIG. 15 (f), as shown in FIG. 15 (f2), the first and second switching elements S21 and S22 are turned off, so that power is supplied only to the
そして、図15(f)の状態から、図15(f3)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Then, from the state of FIG. 15 (f), as shown in FIG. 15 (f 3), the first
次に、図16に示すスイッチトリラクタンス回転機について説明する。
図16に示すスイッチトリラクタンス回転機は、以下の点において、上記図8に示すものと相違する。つまり、図16に示すスイッチトリラクタンス回転機は、第4スイッチング素子S24を削除すると共に、第4ダイオードD75及びコンデンサC11を備える点において、上記図8に示すものと相違する。これ以外の構成要素については図8と同様である。よって、図16において図8と同様の構成要素については説明を省略する。
Next, the switched reluctance rotating machine shown in FIG. 16 will be described.
The switched reluctance rotating machine shown in FIG. 16 is different from that shown in FIG. 8 in the following points. That is, the switched reluctance rotator shown in FIG. 16 is different from that shown in FIG. 8 in that the fourth switching element S24 is deleted and the fourth diode D75 and the capacitor C11 are provided. Other components are the same as those in FIG. Therefore, in FIG. 16, description of the same components as in FIG. 8 is omitted.
第4ダイオードD75は、アノード端子がアウターコイル22の他端に、カソード端子が直流電源Eのプラス側にそれぞれ接続されている。
コンデンサC11は、一端が第3ダイオードD73のカソード端子に、他端が直流電源Eのマイナス側にそれぞれ接続されている。
The fourth diode D75 has an anode terminal connected to the other end of the
The capacitor C11 has one end connected to the cathode terminal of the third diode D73 and the other end connected to the minus side of the DC power source E.
次に、このように構成された本スイッチトリラクタンス回転機の動作について説明する。なお、以下動作は、U相、V相及びW相それぞれで実行されるものである。相毎で以下動作が実行されるタイミングは、120度ずつずれている。 Next, an operation of the switched reluctance rotating machine configured as described above will be described. Note that the following operations are executed in each of the U phase, the V phase, and the W phase. The timing at which the following operations are executed for each phase is shifted by 120 degrees.
本スイッチトリラクタンス回転機では、図17(g)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22のみをオン状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
In the present switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 17G, only the first and second switching elements S21 and S22 are turned on to allow power to flow only to the
そして、図17(g)の状態から、図17(g1)に示すように、第2スイッチング素子S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Then, as shown in FIG. 17 (g1), the second switching element S22 is turned off from the state of FIG. 17 (g), so that power is supplied only to the
また、図17(g)の状態から、図17(g2)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。 In addition, as shown in FIG. 17 (g2), the first switching element S21 is turned off from the state of FIG.
また、図17(g)の状態から、17(f3)に示すように、第1、第2スイッチング素子S21,S22をオフ状態にすることによって、アウターコイル22にのみに電力を流す。
Also, from the state of FIG. 17 (g), as shown in FIG. 17 (f3), the first and second switching elements S21 and S22 are turned off to allow power to flow only to the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図18(h)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23をオン状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Further, in this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 18 (h), the
そして、図18(h)の状態から、図18(h1)に示すように、第3スイッチング素子S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Then, from the state of FIG. 18 (h), as shown in FIG. 18 (h1), the third switching element S23 is turned off, so that the
また、図18(h)の状態から、図18(h2)に示すように、第1スイッチング素子S21をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Also, from the state of FIG. 18 (h), as shown in FIG. 18 (h2), the first switching element S21 is turned off, so that the
また、図18(h)の状態から、図18(h3)に示すように、第1、第3スイッチング素子S21,S23をオフ状態にすることによって、アウターコイル22とインナーコイル32とを直列接続状態にする。
Also, from the state of FIG. 18 (h), as shown in FIG. 18 (h3), the first and third switching elements S21 and S23 are turned off to connect the
また、本スイッチトリラクタンス回転機では、図19に示すように、第1、第2、第3スイッチング素子S21,S22,S23を制御することによって、アウターコイル22及びインナーコイル32への電力を制御する。
Further, in this switched reluctance rotating machine, as shown in FIG. 19, the power to the
例えば、図19(k)に示すように、第1、第2、第3スイッチング素子S21,S22,S23をオン状態にすることによって、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
For example, as shown in FIG. 19 (k), the first, second, and third switching elements S21, S22, and S23 are turned on to allow power to flow through the
また、第1、第2、第3スイッチング素子S21,S22,S23をオフ状態にすることによって、図19(m1)あるいは図19(m2)に示すように、アウターコイル22のみに電力を流す。
Further, by turning off the first, second, and third switching elements S21, S22, and S23, power is supplied only to the
また、第1スイッチング素子S21のみをオン状態にすることによって、図19(n1)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning on only the first switching element S21, power is supplied to the
また、第3スイッチング素子S23のみをオン状態にすることによって、図19(n2)、(n3)あるいは(n4)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning on only the third switching element S23, power is supplied to the
また、第1、第2、第3スイッチング素子S21,S22,S23をオフ状態にすることによって、図19(n5)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning off the first, second, and third switching elements S21, S22, and S23, power is supplied to the
また、第2、第3スイッチング素子S22,S23をオン状態にすることによって、図19(n6)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning on the second and third switching elements S22 and S23, power is supplied to the
また、第2スイッチング素子S22のみをオン状態にすることによって、図19(n7)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning on only the second switching element S22, power is supplied to the
また、第2、第3スイッチング素子S22,S23をオフ状態にすることによって、図19(p1)に示すように、アウターコイル22のみに電力を流す。
Further, by turning off the second and third switching elements S22 and S23, power is supplied only to the
また、第2スイッチング素子S22をオフ状態にすることによって、図19(p1)に示すように、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を流す。
Further, by turning off the second switching element S22, power is supplied to the
なお、図8、図13及び図16には、アウターコイル22及びインナーコイル32に電力を供給する構成を示しているが、アウターコイル22及びインナーコイル32に代えて、第1アウターコイル22a及び第2アウターコイル22bに電力を供給する構成にしてもよい。
8, 13, and 16 show a configuration for supplying power to the
Mt…モータ部、S1…第1スイッチング素子、S2…第2スイッチング素子、S3…第3スイッチング素子、Cr…インバータ回路、Rs…回転位置センサ、Cn…スイッチ制御部、10…ロータ、20…アウターステータ、30…インナーステータ、11…ヨーク部、12…第1突極、13…第2突極、21…突極、22…アウターコイル、31…突極、32…インナーコイル、C…平滑コンデンサ、S51…スイッチング素子、S52…スイッチング素子、D51…ダイオード、D52…ダイオード、22a…第1アウターコイル、22b…第2アウターコイル、S11…第1スイッチング素子、S12…第2スイッチング素子、S13…第3スイッチング素子、51…翼、52…増速機、53…発電機、54…変圧器、55…制御装置、S21…第1スイッチング素子、S22…第2スイッチング素子、D71…第1ダイオード、D72…第2ダイオード、D73…第3ダイオード、S23…第3スイッチング素子、S24…第4スイッチング素子、D74…第3ダイオード、D75…第4ダイオード、Cy…回路、SD2…ダイオード、SD12…ダイオード、SD22ーダイオード、SD24…ダイオード、Cn1…回転数演算部、Cn2…動作モード選択部、Cn3…制御信号発生部、D61…ダイオード、D62…ダイオード、E…直流電源、S61…スイッチング素子、S62…スイッチング素子 Mt: motor unit, S1: first switching element, S2: second switching element, S3: third switching element, Cr: inverter circuit, Rs: rotational position sensor, Cn: switch control unit, 10: rotor, 20: outer Stator, 30 ... inner stator, 11 ... yoke portion, 12 ... first salient pole, 13 ... second salient pole, 21 ... salient pole, 22 ... outer coil, 31 ... salient pole, 32 ... inner coil, C ... smoothing capacitor , S51 ... switching element, S52 ... switching element, D51 ... diode, D52 ... diode, 22a ... first outer coil, 22b ... second outer coil, S11 ... first switching element, S12 ... second switching element, S13 ... first 3 switching elements, 51 ... wings, 52 ... speed increaser, 53 ... generator, 54 ... transformer, 55 ... control device , S21: first switching element, S22: second switching element, D71: first diode, D72: second diode, D73: third diode, S23: third switching element, S24: fourth switching element, D74: first 3 diodes, D75... Fourth diode, Cy .. circuit, SD2... Diode, SD12. ... Diode, D62 ... Diode, E ... DC power supply, S61 ... Switching element, S62 ... Switching element
Claims (10)
一端が前記アウターコイルの一端に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が一端に、またカソード端子が他端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記インナーコイルの他端にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第4スイッチング素子と、
一端が前記インナーコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第5スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 An inverter device for driving a motor generator including a rotor, an outer stator disposed on the outer side of the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed on the inner side of the rotor and having an inner coil. ,
A first switching element having one end connected to one end of the outer coil and the other end connected to one end of the inner coil;
A second switching element having a diode having one end connected to the other end of the outer coil, the other end connected to one end of the inner coil, an anode terminal connected to one end, and a cathode terminal connected to the other end;
A third switching element having one end connected to the other end of the outer coil and the other end connected to the other end of the inner coil;
A fourth switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the outer coil;
An inverter device comprising: a fifth switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the other end connected to the minus side of the DC power source.
前記第2スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記アウターコイルと前記インナーコイルとを直列接続状態にする第2動作モードと、
前記第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第3動作モードと、
前記第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記インナーコイルのみに電力が供給される状態にする第4動作モードとを有することを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 A first operation mode in which the outer coil and the inner coil are connected in parallel by turning on the first and third switching elements and turning off the second switching element;
A second operation mode in which the outer coil and the inner coil are connected in series by turning on the second switching element and turning off the first and third switching elements;
A third operation mode in which power is supplied only to the outer coil by turning on the third switching element and turning off the first and second switching elements;
And a fourth operation mode in which power is supplied only to the inner coil by turning on the first switching element and turning off the second and third switching elements. The inverter device according to claim 1.
一端が前記第1アウターコイルの一端に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が一端に、またカソード端子が他端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記第2アウターコイルの他端にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第4スイッチング素子と、
一端が前記第2アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第5スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 A rotor, an outer stator having a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in a radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil, and disposed inside the rotor. An inverter device for driving a motor generator having an inner stator.
A first switching element having one end connected to one end of the first outer coil and the other end connected to one end of the second outer coil;
A second diode having one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to one end of the second outer coil, an anode terminal connected to one end, and a cathode terminal connected to the other end; A switching element;
A third switching element having one end connected to the other end of the first outer coil and the other end connected to the other end of the second outer coil;
A fourth switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil;
An inverter device comprising: a fifth switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the other end connected to the minus side of the DC power source.
前記第2スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第1アウターコイルと前記第2アウターコイルとを直列接続状態にする第2動作モードと、
前記第3スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第1、第2スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第1アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第3動作モードと、
前記第1スイッチング素子をオン状態にし、かつ前記第2、第3スイッチング素子をオフ状態にすることで前記第2アウターコイルのみに電力が供給される状態にする第4動作モードとを有することを特徴とする請求項3に記載のインバータ装置。 A first operation mode in which the first outer coil and the second outer coil are connected in parallel by turning on the first and third switching elements and turning off the second switching element;
A second operation mode in which the first outer coil and the second outer coil are connected in series by turning on the second switching element and turning off the first and third switching elements;
A third operation mode in which power is supplied only to the first outer coil by turning on the third switching element and turning off the first and second switching elements;
And a fourth operation mode in which power is supplied only to the second outer coil by turning on the first switching element and turning off the second and third switching elements. The inverter device according to claim 3.
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
一端が前記直流電源のプラス側に、また他端が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第4スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 An inverter device for driving a motor generator including a rotor, an outer stator disposed on the outer side of the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed on the inner side of the rotor and having an inner coil. ,
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the outer coil;
A second switching element having a diode having one end connected to the other end of the outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end; ,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to the other end of the outer coil and a cathode terminal connected to one end of the inner coil;
A third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power supply;
A fourth switching element having a diode having one end connected to the positive side of the DC power source, the other end connected to one end of the inner coil, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end; An inverter device comprising the inverter device.
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
一端が前記直流電源のプラス側に、また他端が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第4スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 A rotor, an outer stator having a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in a radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil, and disposed inside the rotor. An inverter device for driving a motor generator having an inner stator.
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil;
Second switching having a diode having one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end Elements,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to the other end of the first outer coil and a cathode terminal connected to one end of the second outer coil;
A third switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source;
A fourth switching element having a diode having one end connected to the positive side of the DC power source, the other end connected to one end of the second outer coil, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end An inverter device comprising:
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記インナーコイルの一端に、またカソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 An inverter device for driving a motor generator including a rotor, an outer stator disposed on the outer side of the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed on the inner side of the rotor and having an inner coil. ,
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the outer coil;
A second switching element having a diode having one end connected to the other end of the outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end; ,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to one end of the inner coil and a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
An inverter device comprising: a third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source.
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記第2アウターコイルの一端に、またカソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子とを具備することを特徴とするインバータ装置。 A rotor, an outer stator having a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in a radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil, and disposed inside the rotor. An inverter device for driving a motor generator having an inner stator.
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil;
Second switching having a diode having one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end Elements,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to one end of the second outer coil and a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
An inverter device comprising: a third switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source. .
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記インナーコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記インナーコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
アノード端子が前記アウターコイルの他端に、カソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第4ダイオードと、
一端が前記第3ダイオードのカソード端子に、他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続されるコンデンサとを具備することを特徴とするインバータ装置。 An inverter device for driving a motor generator including a rotor, an outer stator disposed on the outer side of the rotor and having an outer coil, and an inner stator disposed on the inner side of the rotor and having an inner coil. ,
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the outer coil;
A second switching element having a diode having one end connected to the other end of the outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end; ,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to the other end of the outer coil and a cathode terminal connected to one end of the inner coil;
A third switching element having one end connected to the other end of the inner coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power supply;
A fourth diode having an anode terminal connected to the other end of the outer coil and a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
An inverter device comprising: a capacitor having one end connected to the cathode terminal of the third diode and the other end connected to the negative side of the DC power source.
一端が直流電源のプラス側に、また他端が前記第1アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1アウターコイルの他端に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続され、アノード端子が他端に、またカソード端子が一端にそれぞれ接続されるダイオードを有する第2スイッチング素子と、
アノード端子が前記直流電源のマイナス側に、またカソード端子が前記第1スイッチング素子の他端にそれぞれ接続される第1ダイオードと、
カソード端子が前記直流電源のプラス側に接続される第2ダイオードと、
アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、またカソード端子が前記第2アウターコイルの一端にそれぞれ接続される第3ダイオードと、
一端が前記第2アウターコイルの他端及び前記第2ダイオードのアノード端子に、また他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続される第3スイッチング素子と、
アノード端子が前記第1アウターコイルの他端に、カソード端子が前記直流電源のプラス側にそれぞれ接続される第4ダイオードと、
一端が前記第3ダイオードのカソード端子に、他端が前記直流電源のマイナス側にそれぞれ接続されるコンデンサとを具備することを特徴とするインバータ装置。 A rotor, an outer stator having a second outer coil disposed outside the rotor and disposed in a radial direction of the rotor with respect to the first outer coil and the first outer coil, and disposed inside the rotor. An inverter device for driving a motor generator having an inner stator.
A first switching element having one end connected to the positive side of the DC power source and the other end connected to one end of the first outer coil;
Second switching having a diode having one end connected to the other end of the first outer coil, the other end connected to the negative side of the DC power source, an anode terminal connected to the other end, and a cathode terminal connected to one end Elements,
A first diode having an anode terminal connected to the negative side of the DC power supply and a cathode terminal connected to the other end of the first switching element;
A second diode having a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
A third diode having an anode terminal connected to the other end of the first outer coil and a cathode terminal connected to one end of the second outer coil;
A third switching element having one end connected to the other end of the second outer coil and the anode terminal of the second diode, and the other end connected to the negative side of the DC power source;
A fourth diode having an anode terminal connected to the other end of the first outer coil and a cathode terminal connected to the positive side of the DC power supply;
An inverter device comprising: a capacitor having one end connected to the cathode terminal of the third diode and the other end connected to the negative side of the DC power source.
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