JP5116785B2 - 交流電動機の駆動装置及び電動機車両 - Google Patents
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Description
2,2B,2C,2D,2F 制御器
3 インバータ
4,4G,4H 電流及び電流変化率検出器
4J 電流検出器
5,5a,5b,5c,5d 三相誘導電動機
5C 永久磁石型動機電動機(PMモータ)
6 Id*,Iq*発生器
7a,7b,7c,7f,7g,7h 加減算器
8 d軸電流制御器(IdACR)
9 q軸電流制御器(IqACR)
10 dq逆変換器
11 PWM(パルス幅変調)発生器
12 すべり演算器
13 電気角位相演算器
14a,14b,14c dq変換器
15,15B,15E,15J 磁束推定器
16 速度推定器
17,17a,17b サンプル/ホールド
18,18J トリガ発生器
19 Δθe選択器
20 スイッチ
31 インバータ主回路
32 インバータ電源
33 ゲート・ドライバ
41 コア
42 ホール素子
43 アンプ
44 補助巻線
45 アンプ
46 アンプ
47 インダクタンス
48 微分演算器
151 磁束初期値演算器
152 磁束モデル演算器
152E ΔL演算器
153 dq変換器
154a,154b アークタンジェント演算器
155 フィルタ
161 比例積分制御器(PI制御器)
162 零発生器
1521a,1521b 抵抗設定器
1522a,1522b 積分器
1523a Idマップ
1523b Iqマップ
1524a,1524b 不完全微分器
1525a,1525b 遅れ要素
1526 ΔLdマップ
1527 ΔLqマップ
Claims (10)
- 直流を交流に電力変換するインバータと、前記インバータに接続された交流電動機と、前記インバータに対してパルス幅変調信号を出力し前記インバータを制御する制御器を有する交流電動機の駆動装置であって、
前記インバータの線間電圧波形のPWMパルス列に対して、正側パルス列または負側パルス列の前後に極性の反転した微小パルスを波形の少なくとも一部分に設け、かつ、前記交流電動機の電流及び電流変化率を検出する手段を備え、前記電流の検出値及び前記電流変化率の検出値に基づいて前記交流電動機を制御することを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 直流を交流に電力変換するインバータと、前記インバータに接続された交流電動機と、前記インバータに対してパルス幅変調信号を出力し前記インバータを制御する制御器を有し、
前記インバータの線間電圧波形は、交流出力の基本波周期360度に対して、180度期間を連続した正方向のパルス列とし、残りの180度期間を負方向のパルス列として前記交流電動機に電圧を印加し、かつ、前記交流電動機の電流及び電流変化率を検出する手段を備え、前記電流の検出値及び前記電流変化率の検出値に基づいて前記交流電動機を制御する交流電動機の駆動装置において、
前記インバータの出力するパルス列として、インバータのスイッチング状態が、三相すべてが同一とならない状態(三相すべての上アームがオン、あるいは三相すべての下アームオンでない状態)の2種類のスイッチング状態を連続して出力する期間を備えるものとし、該連続した2種類のスイッチング状態のうち、少なくとも一方のスイッチング状態において、前記電流変化率の検出を行い、該電流変化率の検出値に基づいて前記交流電動機の制御を行うことを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記2種類連続して出力されるスイッチング状態において、それぞれの出力期間において、前記電流変化率の検出を行い、該2つの状態におけるそれぞれの電流変化率の検出値に基づいて前記交流電動機の制御を行うことを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流検出手段、ならびに前記電流変化率検出手段の検出値をサンプリングする際、すべてのサンプリングを、実質的に同時に行うように同一のトリガ信号によって行うことを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流を検出する手段として、環状の磁性体コアに前記交流電動機の動力線を貫通させる構造のものを用いるものとし、該磁性体コアに補助巻線を設け、さらに該補助巻線の両端の電圧を検出する手段を備え、該電圧をもって電流変化率の検出値とすることを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流変化率を検出する手段として、前記交流電動機の電流検出手段の両端の電圧を検出する手段を設け、該電圧をもって電流変化率の検出値とすることを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流変化率を検出する手段として、前記交流電動機に直列にインダクタンスを接続し、該インダクタンスの両端の電圧を検出する手段を設け、該電圧をもって電流変化率の検出値とすることを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流及び電流変化率を検出する手段に代えて、電流を検出する手段を備えるようにするとともに、前記電流変化率を、前記電流を検出する手段の出力に対して、アナログ回路、もしくはアナログとデジタル混在の回路による信号処理を行うことによって得ることを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置において、
前記電流及び電流変化率を検出する手段に代えて、電流を検出する手段を備えるようにするとともに、前記電流変化率を、前記インバータのスイッチング状態が同一である期間(PWMパルスが変化していない期間)において、前記電流を検出する手段により電流値を複数回サンプリングし、該サンプリング値に基づいて得ることを特徴とする交流電動機の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の交流電動機の駆動装置を備えることを特徴とする電動機車両。
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