JP5707195B2 - モータの温度推定装置並びにこれを備えた発電システム及びモータの温度推定方法 - Google Patents
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Description
ここで、mは、永久磁石の素材により規定される係数である。したがって、T0、B0及びB1を用いることにより、T1を算出し、このT1を永久磁石の温度として推定することができる。
ここで、Bは、永久磁石11gの磁束密度であり、kは発電機11固有の定数である。
ここで、T0は記憶部26に記憶された周囲温度であり、この周囲温度条件下において算出された磁束密度がB0である。また、B1は、電圧検出部24により検出された波高値Vm及び周波数fに基づいて算出された磁束密度である。なお、mは、永久磁石11gの素材により規定される係数である。この式(1)により推定温度T1が算出される。
B1 特定磁束密度
T0 周囲温度(既知の温度)
T1 推定温度
Vm 波高値
f 周波数
1 発電システム
2 流体供給ポンプ
3 蒸発器
4 密閉式発電機
5 凝縮器
6 過冷却器
10a スクリュータービン(回転部)
10b 出力軸
11 発電機(モータの一例)
11a ステータ
11b ロータ
11c ステータ本体
11d ステータコイル
11f ロータ本体
11g 永久磁石
11h 突出部
12 収納容器
21 インバータ(受渡部材)
22 周囲温度検出部
24 電圧検出部
25 演算部
26 記憶部
27 温度推定部
28 指令部
29 コンタクタ(切換部材)
32 シールド部材
33 検出用コイル
Claims (12)
- ステータと、このステータに対して回転可能でかつ永久磁石が設けられたロータとを有するモータについて前記永久磁石の温度を推定するための温度推定装置であって、
前記永久磁石の磁束密度を特定するための磁束密度特定手段と、
前記永久磁石の温度が既知である条件下において前記磁束密度特定手段により特定された基準磁束密度を記憶する記憶部と、
前記磁束密度特定手段により特定された特定磁束密度と、前記既知の温度と、前記基準磁束密度とに基づいて、前記特定磁束密度の特定時における前記永久磁石の温度を推定する温度推定部と、
前記ステータに設けられ、前記ステータの周囲の温度を検出する周囲温度検出部をさらに備え、
前記記憶部は、前記周囲温度検出部により検出された温度を記憶する、温度推定装置。 - 前記温度推定部は、前記特定磁束密度に対する前記基準磁束密度の比と、前記既知の温度とに基づいて前記永久磁石の温度を推定する、請求項1に記載の温度推定装置。
- 前記磁束密度特定手段は、前記ステータに設けられるとともに前記永久磁石の磁束密度の大きさに応じた大きさの起電力を生じさせることが可能な検出用コイルと、前記検出用コイルに印加された電圧を検出可能な電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記永久磁石の磁束密度を算出する演算部とを備えている、請求項1又は2に記載の温度推定装置。
- 前記電圧検出部は、前記検出用コイルに印加された電圧波形における波高値と、周波数とを検出し、
前記演算部は、前記波高値と周波数とに基づいて前記永久磁石の磁束密度を算出する、請求項3に記載の温度推定装置。 - 前記電圧検出部は、前記波高値及び前記周波数を複数回検出し、
前記演算部は、前記波高値の平均値又は最大値、及び前記周波数の平均値又は最大値をそれぞれ算出するとともに、これら平均値又は最大値を用いて永久磁石の磁束密度を算出する、請求項4に記載の温度推定装置。 - 前記検出用コイルとの間で電力を受け渡し可能な受渡部材と、
前記受渡部材と前記検出用コイルとを電気的に接続した接続状態と、前記受渡部材を前記検出用コイルから切離した切断状態との間で切換動作可能な切換部材とをさらに備え、
前記電圧検出部は、前記切換部材が前記切断状態に切り換えられた状態で、前記検出用コイルに印加された電圧を検出する、請求項3〜5の何れか1項に記載の温度推定装置。 - 前記ステータは、前記永久磁石の磁束密度の大きさに応じた大きさの起電力を生じさせることが可能なステータコイルを有し、
前記ステータコイルとの間で電力を受け渡し可能な受渡部材をさらに備え、
前記検出用コイルは、前記受渡部材に対して電気的に非接続である、請求項3〜5の何れか1項に記載の温度推定装置。 - 前記検出用コイルは、前記電圧検出部にのみ電気的に接続されている、請求項7に記載の温度推定装置。
- 前記永久磁石は、前記ロータの回転軸の軸線方向において前記ステータよりも突出する突出部を有し、
前記検出用コイルは、前記ステータコイルから前記軸線方向に離間するとともに前記永久磁石の突出部に対向するように配置され、
前記検出用コイルと前記ステータコイルとの間には、前記検出用コイルと前記ステータコイルとの間を磁気的に遮断するためのシールド部材が設けられている、請求項7又は8に記載の温度推定装置。 - 前記磁束密度特定手段は、前記ステータに設けられるとともに前記永久磁石の磁束、磁界の強さ、磁束密度の少なくとも1つを検出可能な物理量検出部を含んでいる、請求項1又は2に記載の温度推定装置。
- 作動流体の膨張を利用して発電する発電システムであって、
前記作動流体を吐出する流体供給ポンプと、
前記流体供給ポンプから供給された作動流体を加熱する蒸発器と、
前記蒸発器から導かれた作動流体の膨張により回転する回転体と、
前記回転体と一体に回転する出力軸と、
前記出力軸に連結されるとともに前記回転体の回転駆動に応じて発電する発電機と、
前記回転体の回転に供された作動流体を凝縮する凝縮器と、
前記回転体、前記出力軸、及び前記発電機を収納する収納容器と、
前記発電機の温度を推定する温度推定装置とを備え、
前記発電機は、ステータと、このステータに対して回転可能でかつ永久磁石が設けられたロータとを有し、
前記収納容器には、前記作動流体を導入するための導入部と、前記発電機を挟んで前記導入部と反対側に設けられるとともに作動流体を導出するための導出部とが設けられ、
前記温度推定装置は、
前記永久磁石の磁束密度を特定するための磁束密度特定手段と、
前記永久磁石の温度が既知である条件下において前記磁束密度特定手段により特定された基準磁束密度を記憶する記憶部と、
前記磁束密度特定手段により特定された特定磁束密度と、前記既知の温度と、前記基準磁束密度とに基づいて、前記特定磁束密度の特定時における前記永久磁石の温度を推定する温度推定部と、
前記永久磁石の推定温度に基づいて前記永久磁石が予め設定された目標温度となるように、前記流体供給ポンプ、前記蒸発器、前記凝縮器の少なくとも1つに指令する指令部とを有する、発電システム。 - ステータと、このステータに対して回転可能でかつ永久磁石が設けられたロータとを有するモータについて、請求項1〜10の何れか1項に記載の温度推定装置を用いて前記永久磁石の温度を推定するための温度推定方法であって、
周囲の温度と前記永久磁石の温度とが略同等となる条件下において、前記周囲温度検出部により周囲の温度を測定するとともに前記磁束密度特定手段により前記永久磁石の基準磁束密度を特定する準備工程と、
前記準備工程の後、前記磁束密度特定手段により前記永久磁石の特定磁束密度を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された特定磁束密度と、前記準備工程で測定された周囲の温度と、前記準備工程で特定された基準磁束密度とに基づいて前記温度推定部により前記永久磁石の温度を推定する推定工程とを含む、温度推定方法。
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