JP6702202B2 - Rotating electrical machine system - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機と、直流を交流に変換して回転電機に供給する電力変換装置とを備えた回転電機システムに関する。 The present invention relates to a rotary electric machine system including a rotary electric machine and a power conversion device that converts direct current into alternating current and supplies the alternating current to the rotary electric machine.
従来、回転電機と、直流を交流に変換して回転電機に供給する電力変換装置とを備えた回転電機システムとして、例えば以下に示す特許文献１に開示されている回転電機システムがある。 BACKGROUND ART Conventionally, as a rotary electric machine system that includes a rotary electric machine and a power conversion device that converts direct current into alternating current and supplies the alternating current to the rotary electric machine, for example, there is a rotary electric machine system disclosed in Patent Document 1 shown below.
特許文献１の回転電機システムは、ブラシレスＤＣモータと、１つの降圧コンバータ回路と、１つの電圧形インバータ回路とを備えている。ブラシレスＤＣモータが、回転電機に相当する。降圧コンバータ回路及び電圧形インバータ回路が、電力変換装置に相当する。 The rotary electric machine system of Patent Document 1 includes a brushless DC motor, one step-down converter circuit, and one voltage source inverter circuit. The brushless DC motor corresponds to a rotating electric machine. The step-down converter circuit and the voltage source inverter circuit correspond to the power converter.
ブラシレスＤＣモータは、１つの３相巻線を有している。降圧コンバータ回路は、出力電流が所定電流になるように制御され、直流電源から供給される直流を降圧して出力する。電圧形インバータ回路は、降圧コンバータ回路から供給される直流を３相交流に変換して３相巻線に供給する。つまり、降圧コンバータ回路及び電圧形インバータ回路は、電流形インバータ回路として機能し、直流電源から供給される直流を３相交流に変換して回転電機に供給する。そのため、３相巻線のインピーダンスが非常に小さく、３相巻線に供給する電圧を制御することによって流れる電流を制御することが困難な場合であっても、３相巻線に流れる電流を適切に制御することができる。 The brushless DC motor has one 3-phase winding. The step-down converter circuit is controlled so that the output current becomes a predetermined current, and steps down and outputs the direct current supplied from the direct current power supply. The voltage source inverter circuit converts the direct current supplied from the step-down converter circuit into a three-phase alternating current and supplies the three-phase winding. That is, the step-down converter circuit and the voltage-type inverter circuit function as a current-type inverter circuit, convert DC supplied from the DC power supply into three-phase AC, and supply the DC to the rotating electric machine. Therefore, even when the impedance of the three-phase winding is very small and it is difficult to control the current flowing by controlling the voltage supplied to the three-phase winding, the current flowing in the three-phase winding is appropriately adjusted. Can be controlled.
ところで、回転電機は、回転速度が上昇するに従って逆起電圧も上昇する。回転電機の逆起電圧が高くなると、直流電源電圧から逆起電圧が差し引かれることで３相巻線に加わる電圧が小さくなり、降圧コンバータ回路を用いなくても、電圧形インバータ回路によって３相巻線に流れる電流を制御できるようになる。 By the way, in the rotary electric machine, the counter electromotive voltage also increases as the rotation speed increases. When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine becomes high, the counter electromotive voltage is subtracted from the DC power supply voltage, so that the voltage applied to the three-phase winding becomes small. Even if the step-down converter circuit is not used, the voltage source inverter circuit allows the three-phase winding. You will be able to control the current flowing through the line.
しかし、前述した回転電機システムでは、逆起電圧の大きさに関係なく、常に降圧コンバータ回路を動作させている。そのため、回転電機システムの損失が大きくなり、効率が低下してしまう。 However, in the rotary electric machine system described above, the step-down converter circuit is always operated regardless of the magnitude of the back electromotive force. Therefore, the loss of the rotary electric machine system increases and the efficiency decreases.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、状況に応じた適切な制御を行うことによって、損失を抑えて効率を向上させることができる回転電機システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rotary electric machine system capable of suppressing loss and improving efficiency by performing appropriate control according to the situation. ..
上記課題を解決するためになされた第１の本発明は、少なくとも１つの多相巻線を有する回転電機と、直流電源と、多相巻線毎に設けられ、直流電源から供給される直流を交流に変換して回転電機に供給する電力変換装置と、電力変換装置を制御する制御装置と、を備えた回転電機システムであって、電力変換装置は、直流電源から供給される直流を降圧する降圧コンバータ回路と、降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して回転電機に供給する電圧形インバータ回路と、降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチと、を有し、制御装置は、回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、バイパススイッチをオフ状態にし、降圧コンバータ回路の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路が直流電源から供給される直流を降圧するように降圧コンバータ回路を制御するとともに、電圧形インバータ回路が降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御し、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチをオン状態にし、降圧コンバータ回路の動作を停止させ、電圧形インバータ回路がバイパススイッチを介して直流電源から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御し、さらに、回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、バイパススイッチをオン状態にする。
回転電機は、回転速度が上昇するに従って逆起電圧も上昇する。回転電機の逆起電圧が高くなると、多相巻線に加わる電圧が小さくなり、降圧コンバータ回路を用いなくても、電圧形インバータ回路によって多相巻線に流れる電流を制御できるようになる。この構成によれば、電力変換装置は、降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチを備えている。制御装置は、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチをオン状態にし、降圧コンバータ回路の動作を停止させる。そして、電圧形インバータ回路がバイパススイッチを介して直流電源から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御する。そのため、降圧コンバータ回路を動作させることなく、電圧形インバータ回路から回転電機に交流を供給することができる。従って、降圧コンバータ回路の損失を抑えて効率を向上させることができる。
この構成によれば、制御装置は、回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、バイパススイッチをオン状態にする。そのため、電圧形インバータ回路のスイッチングに起因して、降圧コンバータ回路の出力端の電圧が入力端の電圧より大きくなっても、バイパススイッチを介して降圧コンバータ回路の出力端から入力端に電流を流すことができる。従って、降圧コンバータ回路の出力端の電圧上昇が抑えられ、降圧コンバータ回路及び電圧形インバータ回路の破損を防止することができる。
A first aspect of the present invention made to solve the above problems is to provide a rotating electric machine having at least one multiphase winding, a DC power supply, and a DC power supply provided for each multiphase winding and supplied from the DC power supply. What is claimed is: 1. A rotary electric machine system comprising: a power conversion device that converts the AC power to be supplied to a rotary electric machine; and a control device that controls the power conversion device, wherein the power conversion device steps down the direct current supplied from a DC power supply. A step-down converter circuit, a voltage source inverter circuit that converts direct current supplied from the step-down converter circuit into alternating current and supplies the alternating-current electric machine, and a bypass switch connected between an input end and an output end of the step-down converter circuit. When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine is less than the threshold voltage, the control device turns off the bypass switch, the output current of the step-down converter circuit becomes a predetermined current, and the step-down converter circuit is supplied with direct current (DC). The step-down converter circuit is controlled to step down the voltage, and the voltage-type inverter circuit controls the voltage-type inverter circuit to convert the direct current supplied from the step-down converter circuit to alternating current. In the above cases, the bypass switch is turned on, the operation of the step-down converter circuit is stopped, and the voltage source inverter circuit controls the voltage source inverter circuit so as to convert the direct current supplied from the DC power supply via the bypass switch to alternating current. Further, even if the back electromotive voltage of the rotating electric machine is less than the threshold voltage, if the voltage at the output end of the step-down converter circuit is higher than the voltage at the input end, the bypass switch is turned on .
In the rotating electric machine, the counter electromotive voltage also increases as the rotation speed increases. When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine becomes high, the voltage applied to the multiphase winding becomes small, and the current flowing through the multiphase winding can be controlled by the voltage source inverter circuit without using the step-down converter circuit. According to this configuration, the power conversion device includes the bypass switch connected between the input end and the output end of the step-down converter circuit. When the counter electromotive voltage of the rotary electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the control device turns on the bypass switch to stop the operation of the step-down converter circuit. Then, the voltage source inverter circuit controls the voltage source inverter circuit so as to convert the direct current supplied from the direct current power source through the bypass switch into the alternating current. Therefore, AC can be supplied from the voltage source inverter circuit to the rotating electric machine without operating the step-down converter circuit. Therefore, it is possible to suppress the loss of the step-down converter circuit and improve the efficiency.
With this configuration, the control device turns on the bypass switch even when the back electromotive voltage of the rotating electric machine is lower than the threshold voltage and when the voltage at the output end of the step-down converter circuit is higher than the voltage at the input end. Put in a state. Therefore, even if the voltage at the output end of the step-down converter circuit becomes higher than the voltage at the input end due to the switching of the voltage source inverter circuit, a current flows from the output end of the step-down converter circuit to the input end via the bypass switch. be able to. Therefore, the voltage rise at the output end of the step-down converter circuit is suppressed, and damage to the step-down converter circuit and the voltage source inverter circuit can be prevented.
上記課題を解決するためになされた第２の本発明は、少なくとも１つの多相巻線を有する回転電機と、直流電源と、多相巻線毎に設けられ、直流電源から供給される直流を交流に変換して回転電機に供給する電力変換装置と、電力変換装置を制御する制御装置と、を備えた回転電機システムであって、電力変換装置は、直流電源から供給される直流を降圧する降圧コンバータ回路と、降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して回転電機に供給する電圧形インバータ回路と、降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチと、を有し、制御装置は、回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、バイパススイッチをオフ状態にし、降圧コンバータ回路の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路が直流電源から供給される直流を降圧するように降圧コンバータ回路を制御するとともに、電圧形インバータ回路が降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御し、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチをオン状態にし、降圧コンバータ回路の動作を停止させ、電圧形インバータ回路がバイパススイッチを介して直流電源から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御し、その際、電圧形インバータ回路から回転電機に供給される交流の位相を調整する。
回転電機は、回転速度が上昇するに従って逆起電圧も上昇する。回転電機の逆起電圧が高くなると、多相巻線に加わる電圧が小さくなり、降圧コンバータ回路を用いなくても、電圧形インバータ回路によって多相巻線に流れる電流を制御できるようになる。この構成によれば、電力変換装置は、降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチを備えている。制御装置は、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチをオン状態にし、降圧コンバータ回路の動作を停止させる。そして、電圧形インバータ回路がバイパススイッチを介して直流電源から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路を制御する。そのため、降圧コンバータ回路を動作させることなく、電圧形インバータ回路から回転電機に交流を供給することができる。従って、降圧コンバータ回路の損失を抑えて効率を向上させることができる。
この構成によれば、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、制御装置は、電圧形インバータ回路から回転電機に供給される交流の位相を調整する。そのため、バッテリからバイパススイッチを介して電圧形インバータ回路に直流が供給される場合であっても、回転電機に供給される電流を制御することができる。
A second aspect of the present invention made to solve the above problem is to provide a rotating electric machine having at least one polyphase winding, a DC power supply, and a DC power supply provided for each polyphase winding and supplied from the DC power supply. What is claimed is: 1. A rotary electric machine system comprising: a power converter that converts the AC power to be supplied to a rotating electric machine; and a control device that controls the power converter, wherein the power converter steps down the DC supplied from a DC power supply. A step-down converter circuit, a voltage source inverter circuit that converts direct current supplied from the step-down converter circuit to alternating current and supplies the alternating-current electric machine, and a bypass switch connected between an input end and an output end of the step-down converter circuit. When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine is less than the threshold voltage, the control device turns off the bypass switch, the output current of the step-down converter circuit becomes a predetermined current, and the step-down converter circuit is supplied with DC power. The step-down converter circuit is controlled to step down the voltage, and the voltage-type inverter circuit controls the voltage-type inverter circuit to convert the direct current supplied from the step-down converter circuit to alternating current. In the above cases, the bypass switch is turned on, the operation of the step-down converter circuit is stopped, and the voltage source inverter circuit controls the voltage source inverter circuit so as to convert the direct current supplied from the direct current power supply via the bypass switch to alternating current. At that time, the phase of the alternating current supplied from the voltage source inverter circuit to the rotary electric machine is adjusted.
In the rotating electric machine, the counter electromotive voltage also increases as the rotation speed increases. When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine becomes high, the voltage applied to the multiphase winding becomes small, and the current flowing through the multiphase winding can be controlled by the voltage source inverter circuit without using the step-down converter circuit. According to this configuration, the power conversion device includes the bypass switch connected between the input end and the output end of the step-down converter circuit. When the counter electromotive voltage of the rotary electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the control device turns on the bypass switch to stop the operation of the step-down converter circuit. Then, the voltage source inverter circuit controls the voltage source inverter circuit so as to convert the direct current supplied from the direct current power source through the bypass switch into the alternating current. Therefore, AC can be supplied from the voltage source inverter circuit to the rotating electric machine without operating the step-down converter circuit. Therefore, it is possible to suppress the loss of the step-down converter circuit and improve the efficiency.
According to this configuration, when the counter electromotive voltage of the rotary electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the control device adjusts the phase of the alternating current supplied from the voltage source inverter circuit to the rotary electric machine. Therefore, even when DC is supplied from the battery to the voltage source inverter circuit via the bypass switch, the current supplied to the rotating electric machine can be controlled.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の回転電機システムについて説明する。
(First embodiment)
First, the rotary electric machine system of the first embodiment will be described with reference to FIG.
図１に示す回転電機システム１は、バッテリ１１から供給される直流を交流に変換して回転電機１０に供給し、回転電機１０にトルクを発生させるシステムである。回転電機システム１は、回転電機１０と、バッテリ１１と、コンデンサ１２と、電力変換装置１３と、電流センサ１５と、制御装置１７とを備えている。
A rotary electric machine system 1 shown in FIG. 1 is a system that converts direct current supplied from a
回転電機１０は、交流が供給されることでトルクを発生する機器である。回転電機１０は、３相巻線１００と、回転センサ１０２とを備えている。
The rotary
３相巻線１００は、３相交流が供給されることで磁束を発生する部材である。３相巻線１００は、相巻線１００ａ〜１００ｃをＹ結線して構成されている。相巻線１００ａ〜１００ｃの一端は共通接続され、他端は電力変換装置１３にそれぞれ接続されている。図示を省略しているが、３相巻線１００は、回転電機１０の固定子に設けられている。
The three-phase winding 100 is a member that generates magnetic flux by being supplied with a three-phase alternating current. The three-phase winding 100 is configured by connecting the
回転センサ１０２は、回転電機１０の回転角度及び回転速度を検出するセンサである。図示を省略しているが、回転電機１０の回転子の回転角度及び回転速度を検出するセンサである。具体的には、回転角度及び回転速度に応じた３種類のパルス信号を出力するセンサである。３種類のパルス信号のレベルによって回転角度を検出することができる、また、パルス信号の周波数によって回転速度を検出することができる。回転センサ１０２は、回転子の回転角度及び回転速度を検出できるように配置されている。回転センサ１０２の出力端は、制御装置１７に接続されている。
The
バッテリ１１は、直流を供給する直流電源である。バッテリ１１の正極端及び負極端は、コンデンサ１２にそれぞれ接続されている。
The
コンデンサ１２は、バッテリ１１から供給される直流を平滑化する素子である。コンデンサ１２の一端はバッテリ１１の正極端に、他端はバッテリ１１の負極端にそれぞれ接続されている。
The
電力変換装置１３は、コンデンサ１２を介してバッテリ１１から供給される直流を降圧し、さらに３相交流に変換して３相巻線１００に供給する装置である。電力変換装置１３は、降圧コンバータ回路１３０と、電圧形インバータ回路１３１と、バイパススイッチ１３２と、ダイオード１３３とを備えている。
The power conversion device 13 is a device that steps down the direct current supplied from the
降圧コンバータ回路１３０は、コンデンサ１２を介してバッテリ１１から供給される直流を降圧する回路である。降圧コンバータ回路１３０は、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂと、リアクトル１３０ｃと、コンデンサ１３０ｄとを備えている。
The step-down converter circuit 130 is a circuit that steps down the direct current supplied from the
ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂは、スイッチングすることでリアクトル１３０ｃにエネルギーを蓄積又は蓄積したエネルギーをリアクトル１３０ｃから放出させるコンバータ用スイッチング素子である。ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂは、直列接続されている。具体的には、ＦＥＴ１３０ａのソースが、ＦＥＴ１３０ｂのドレインに接続されている。ＦＥＴ１３０ａのドレインはコンデンサ１２の一端に、ＦＥＴ１３０ｂのソースはコンデンサ１２の他端にそれぞれ接続されている。ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂの直列接続点は、リアクトル１３０ｃに接続されている。ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。
The
リアクトル１３０ｃは、エネルギーを蓄積又は蓄積されたエネルギーを放出する素子である。リアクトル１３０ｃの一端はＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂの直列接続点に、他端はコンデンサ１３０ｄにそれぞれ接続されている。
The
コンデンサ１３０ｄは、降圧された直流を平滑化する素子である。コンデンサ１３０ｄの一端はリアクトル１３０ｃの他端に、他端はＦＥＴ１３０ｂのソースにそれぞれ接続されている。
The
電圧形インバータ回路１３１は、降圧コンバータ回路１３０から供給される降圧された直流を３相交流に変換して３相巻線１００に供給する回路である。電圧形インバータ回路１３１は、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを備えている。
The voltage type inverter circuit 131 is a circuit that converts the stepped-down direct current supplied from the step-down converter circuit 130 into a three-phase alternating current and supplies the three-phase winding 100. The voltage type inverter circuit 131 includes
ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆは、スイッチングすることで直流を３相交流に変換するインバータ用スイッチング素子である。ＦＥＴ１３１ａ、１３１ｂ、ＦＥＴ１３１ｃ、１３１ｄ及びＦＥＴ１３１ｅ、１３１ｆは、それぞれ直列接続されている。直列接続された３組のＦＥＴ１３１ａ、１３１ｂ、ＦＥＴ１３１ｃ、１３１ｄ及びＦＥＴ１３１ｅ、１３１ｆは、並列接続され、降圧コンバータ回路１３０に接続されている。具体的には、ＦＥＴ１３１ａ、１３１ｃ、１３１ｅのソースが、ＦＥＴ１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｆのドレインにそれぞれ接続されている。ＦＥＴ１３１ａ、１３１ｃ、１３１ｅのドレインは共通接続されてコンデンサ１３０ｄの一端に、ＦＥＴ１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｆのソースは共通接続されてコンデンサ１３０ｄの他端にそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＦＥＴ１３１ａ、１３１ｂ、ＦＥＴ１３１ｃ、１３１ｄ及びＦＥＴ１３１ｅ、１３１ｆの直列接続点は、３相巻線１００にそれぞれ接続されている。具体的には、相巻線１００ａ、１００ｂ、１００ｃの他端にそれぞれ接続されている。
The
バイパススイッチ１３２は、降圧コンバータ回路１３０の入力端と出力端の間に接続され、入力端と出力端を接続、又は、入力端と出力端を切断する素子である。バイパススイッチ１３２は、降圧コンバータ回路１３０の入力端と出力端を接続することで、バッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流を供給する。バイパススイッチ１３２は、ＦＥＴ１３２ａを備えている。ＦＥＴ１３２ａは、寄生ダイオード１３２ｂを有するバイパス用スイッチング素子である。寄生ダイオード１３２ｂのアノードはＦＥＴ１３２ａのソースにカソードはＦＥＴ１３２ａのドレインにそれぞれ接続されている。ＦＥＴ１３２ａのソースは、降圧コンバータ回路１３０の正極側の出力端であるコンデンサ１３０ｄの一端に、カソードは降圧コンバータ回路１３０の正極側の入力端であるＦＥＴ１３０ａのドレインにそれぞれ接続されている。
The
ダイオード１３３は、降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に電流を流す素子である。具体的には、寄生ダイオード１３２ｂである。ダイオード１３３のアノードは降圧コンバータ回路１３０の出力端であるコンデンサ１３０ｄの一端に、カソードは降圧コンバータ回路１３０の入力端であるＦＥＴ１３０ａのドレインにそれぞれ接続されている。
The
電流センサ１５は、降圧コンバータ回路１３０の出力電流を検出するセンサである。電流センサ１５は、降圧コンバータ回路１３０と電圧形インバータ回路１３１を接続する配線に設けられている。具体的には、コンデンサ１３０ｄとＦＥＴ１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｆを接続する配線に設けられている。電流センサ１５の出力端は、制御装置１７に接続されている。
The
制御装置１７は、外部装置から入力される指令、回転センサ１０２及び電流センサ１５の検出結果に基づいて、降圧コンバータ回路１３０、電圧形インバータ回路１３１及びバイパススイッチ１３２を制御する装置である。
The
制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、バイパススイッチ１３２をオフ状態にする。そして、外部装置から入力される指令及び電流センサ１５の検出結果に基づいて、降圧コンバータ回路１３０の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路１３０がバッテリ１１から供給される直流を降圧するように降圧コンバータ回路１３０を制御する。具体的には、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂを所定タイミングで相補的にスイッチングさせる。さらに、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１が降圧コンバータ回路１３０から供給される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。具体的には、通電角が１２０度である１２０度矩形波通電になるように、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動する。ここで、１２０度矩形波通電とは、電気角で１２０度の区間が正負交互に矩形波状に通電される周知の通電方式のことである。
The
一方、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、制御装置１７は、バイパススイッチ１３２をオン状態にし、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂのスイッチング動作を停止させ、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａをオン状態にする。そして、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１が、バイパススイッチ１３２を介してバッテリ１１から供給される直流、及び、ＦＥＴ１３０ａ及びリアクトル１３０ｃを介してバッテリ１１から供給される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。その際、制御装置１７は、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角を調整して電流を制御する。具体的には、通電角が１２０度より小さい矩形波通電になるように、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動する。また、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角内において非通電期間を設けて電圧を制御する。
On the other hand, when the back electromotive force voltage of the rotating electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the
回転電機１０の逆起電圧が高くなると、３相巻線１００に加わる電圧が小さくなり、降圧コンバータ回路１３０を用いなくても、電圧形インバータ回路１３１によって３相巻線１００に流れる電流を制御できるようになる。閾値電圧は、降圧コンバータ回路１３０を用いなくても、電圧形インバータ回路１３１によって３相巻線１００に流れる電流を制御することができる回転電機１０の逆起電圧値に設定されている。
When the counter electromotive voltage of the rotary
制御装置１７は、回転センサ１０２の出力端及び電流センサ１５の出力端にそれぞれ接続されている。また、降圧コンバータ回路１３０及び電圧形インバータ回路１３１に接続されている。具体的には、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ〜１３１ｆのゲートにそれぞれ接続されている。
The
制御装置１７は、逆起電圧判定回路１７０と、駆動回路１７３とを備えている。
The
逆起電圧判定回路１７０は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を駆動回路１７３に出力する回路である。回転電機１０の逆起電圧は、回転電機１０の回転速度に比例する。具体的には、逆起電圧判定回路１７０は、回転電機１０の回転速度が、逆起電圧が閾値電圧になる回転速度以上であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を駆動回路１７３に出力する回路である。逆起電圧判定回路１７０は、Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａと、基準電源１７０ｂと、コンパレータ１７０ｃとを備えている。
The counter electromotive
Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａは、回転センサ１０２の出力するパルス信号をその周波数に応じた電圧に変換し、コンパレータ１７０ｃに出力する回路である。つまり、回転電機１０の回転速度に応じた電圧をコンパレータ１７０ｃに出力する回路である。Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａの入力端は回転センサ１０２の出力端に、出力端はコンパレータ１７０ｃにそれぞれ接続されている。
The F/
基準電源１７０ｂは、回転電機１０の回転速度が、逆起電圧が閾値電圧になる閾値回転速度Ｎｔｈ以上であるか否かを判定するための基準となる電圧を出力する電源である。基準電源１７０ｂはコンパレータ１７０ｃに接続されている。
The
コンパレータ１７０ｃは、Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａの出力が基準電源１７０ｂの電圧以上であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を駆動回路１７３に出力する回路である。コンパレータ１７０ｃは、Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａの出力が基準電源１７０ｂの電圧以上である場合、ハイレベルの信号を出力する。一方、Ｆ／Ｖ変換回路１７０ａの出力が基準電源１７０ｂの電圧未満である場合、ローレベルの信号を出力する。つまり、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上である場合、ハイレベルの信号を、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満である場合、ローレベルの信号を出力する。コンパレータ１７０ｃの非反転入力端はＦ／Ｖ変換回路１７０ａの出力端に、反転入力端は基準電源１７０ｂに、出力端は駆動回路１７３にそれぞれ接続されている。
The
駆動回路１７３は、コンパレータ１７０ｃの出力に基づいてＦＥＴ１３２ａをオン状態又はオフ状態にする回路である。駆動回路１７３は、コンパレータ１７０ｃの出力がハイレベルの場合、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にする。一方、コンパレータ１７０ｃの出力がローレベルの場合、ＦＥＴ１３２ａをオフ状態にする。つまり、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上である場合、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にし、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満である場合、ＦＥＴ１３２ａをオフ状態にする。駆動回路１７３の入力端はコンパレータ１７０ｃの出力端に、出力端はＦＥＴ１３２ａのゲートにそれぞれ接続されている。
The
コンデンサ１２、電力変換装置１３、電流センサ１５及び制御装置１７は、回転電機１０に固定され、一体化されている。
The
次に、図１及び図２を参照して第１実施形態の回転電機システムの動作について説明する。 Next, the operation of the rotary electric machine system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図２に示すように、回転電機１０の回転速度が閾値回転速度Ｎｔｈ未満である場合、図１に示すコンパレータ１７０ｃはローレベルの信号を出力する。駆動回路１７３は、コンパレータ１７０ｃの出力がローレベルであるため、ＦＥＴ１３２ａをオフ状態にする。ＦＥＴ１３２ａがオフ状態であるため、ＦＥＴ１３２ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流が供給されることはない。
As shown in FIG. 2, when the rotation speed of the rotary
この場合、制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び電流センサ１５の検出結果に基づいて、降圧コンバータ回路１３０の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路１３０がバッテリ１１から供給される直流を降圧するように、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂを所定タイミングで相補的にスイッチングさせる。その結果、降圧コンバータ回路１３０は、所定電流を出力するとともに、バッテリ１１から供給される直流を降圧して出力する。
In this case, the
さらに、制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１が降圧コンバータ回路１３０から供給される降圧される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するように、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動する。具体的には、１２０度矩形波通電になるように駆動する。その結果、電圧形インバータ回路１３１は、回転電機１０の回転角度に応じた、１２０度矩形波通電による３相交流電流を３相巻線１００に供給する。
Further, the
ダイオード１３３は、降圧コンバータ回路１３０の出力電圧が入力電圧より高くなった場合、降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に電流を流して出力電圧の上昇を抑える。
When the output voltage of the step-down converter circuit 130 becomes higher than the input voltage, the
３相巻線１００は、回転電機１０の回転角度に応じた、１２０度矩形波通電による３相交流電流が供給されることで、磁束を発生する。その結果、回転電機１０はトルクを発生する。
The three-phase winding 100 generates a magnetic flux by being supplied with a three-phase alternating current by 120-degree rectangular wave energization according to the rotation angle of the rotary
図２に示すように、回転電機１０の回転速度が上昇し、時刻ｔ１で閾値回転速度Ｎｔｈになると、図１に示すコンパレータ１７０ｃはハイレベルの信号を出力する。駆動回路１７３は、コンパレータ１７０ｃの出力がハイレベルのであるため、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にする。その結果、ＦＥＴ１３２ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流が供給されるようになる。
As shown in FIG. 2, when the rotation speed of the rotary
この場合、制御装置１７は、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂのスイッチング動作を停止させ、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａをオン状態にする。具体的には、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂの相補的なスイッチングを停止させ、ＦＥＴ１３０ａをオン状態にする。その結果、ＦＥＴ１３０ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流が供給されるようになる。
In this case, the
制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１が、ＦＥＴ１３２ａを介してバッテリ１１から供給される直流、及び、ＦＥＴ１３０ａ及びリアクトル１３０ｃを介してバッテリ１１から供給される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するようにＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動する。その際、制御装置１７は、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角を調整して電流を制御する。具体的には、通電角が１２０度より小さい矩形波通電になるように駆動する。例えば、１１０度の矩形波通電になるように制御する。また、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角内において非通電期間を設けて電圧を制御する。例えば１１０度の通電角内の中央付近において、所定幅の非通電期間を設ける。その結果、電圧形インバータ回路１３１は、回転電機１０の回転角度に応じた３相交流電流を３相巻線１００に供給する。
In the
３相巻線１００は、回転電機１０の回転角度に応じた３相交流電流が供給されることで、磁束を発生する。その結果、回転電機１０は、継続してトルクを発生する。
The three-phase winding 100 generates a magnetic flux by being supplied with a three-phase alternating current according to the rotation angle of the rotary
次に第１実施形態の回転電機システムの効果について説明する。 Next, effects of the rotary electric machine system according to the first embodiment will be described.
第１実施形態によれば、回転電機システム１は、３相巻線１００を有する回転電機１０と、バッテリ１１と、３相巻線１００に対して設けられ、バッテリ１１から供給される直流を３相交流に変換して回転電機１０に供給する電力変換装置１３と、電力変換装置１３を制御する制御装置１７とを備えている。電力変換装置１３は、バッテリ１１から供給される直流を降圧する降圧コンバータ回路１３０と、降圧コンバータ回路１３０から供給される直流を３相交流に変換して回転電機１０に供給する電圧形インバータ回路１３１と、降圧コンバータ回路１３０の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチ１３２と、を有している。
According to the first embodiment, the rotary electric machine system 1 is provided for the rotary
制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、バイパススイッチ１３２をオフ状態にする。そして、降圧コンバータ回路１３０の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路１３０がバッテリ１１から供給される直流を降圧するように降圧コンバータ回路１３０を制御するとともに、電圧形インバータ回路１３１が降圧コンバータ回路１３０から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。一方、回転電機の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチ１３２をオン状態にし、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂのスイッチング動作を停止させる。そして、電圧形インバータ回路１３１がバイパススイッチ１３２を介してバッテリ１１から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。
The
回転電機１０は、回転速度が上昇するに従って逆起電圧も上昇する。回転電機１０の逆起電圧が高くなると、３相巻線１００に加わる電圧が小さくなり、降圧コンバータ回路１３０を用いなくても、電圧形インバータ回路１３１によって３相巻線１００に流れる電流を制御できるようになる。電力変換装置１３は、降圧コンバータ回路１３０の正極側の入力端と正極側の出力端の間に接続されるバイパススイッチ１３２を備えている。制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、バイパススイッチ１３２をオン状態にし、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂのスイッチング動作を停止させる。そして、電圧形インバータ回路１３１がバイパススイッチ１３２を介してバッテリ１１から供給される直流を３相交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。そのため、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂをスイッチング動作させることなく、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に電流を制御しながら３相交流を供給することができる。従って、降圧コンバータ回路１３０によるＦＥＴのスイッチング損失を抑えて効率を向上させることができる。
In the rotary
第１実施形態によれば、降圧コンバータ回路１３０は、一端が入力端に、他端がリアクトル１３０ｃを介して出力端にそれぞれ接続されるＦＥＴ１３０ａを有している。制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、ＦＥＴ１３０ａをオン状態にし、ＦＥＴ１３０ａ及びリアクトル１３０ｃを介してバッテリ１１から供給される直流を交流に変換するように電圧形インバータ回路１３１を制御する。そのため、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、ＦＥＴ１３２ａだけでなく、ＦＥＴ１３０ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流を供給することができる。つまり、バッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流を供給する経路を増やすことができる。その結果、それぞれの経路を流れる電流を減らすことができる。これにより、ＦＥＴ１３２ａだけを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流を供給する場合に比べ、電流が流れる経路における損失を抑えることができる。
According to the first embodiment, the step-down converter circuit 130 has the
第１実施形態によれば、電力変換装置１３は、降圧コンバータ回路１３０の入力端と出力端の間に、出力端から入力端に向かって電流が流れるように接続されたダイオード１３３を有している。そのため、電圧形インバータ回路１３１のＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆのスイッチングに起因して、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きくなっても、ダイオード１３３を介して降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に電流を流すことができる。従って、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧上昇が抑えられ、降圧コンバータ回路１３０及び電圧形インバータ回路１３１の破損を防止することができる。
According to the first embodiment, the power conversion device 13 includes the
第１実施形態によれば、バイパススイッチ１３２は、寄生ダイオード１３２ｂを有するＦＥＴ１３２ａである。ダイオード１３３は、寄生ダイオード１３２ｂである。そのため、ダイオード１３３として別のダイオードをわざわざ設ける必要がない。従って、電力変換装置１３の構成を簡素化することができる。
According to the first embodiment, the
第１実施形態によれば、制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角を調整する。そのため、バッテリ１１からバイパススイッチ１３２を介して電圧形インバータ回路１３１に直流が供給される場合であっても、回転電機１０に供給される電流を制御することができる。
According to the first embodiment, the
第１実施形態によれば、制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角内において非通電期間を設ける。そのため、バッテリ１１からバイパススイッチ１３２を介して電圧形インバータ回路１３１に直流が供給される場合であっても、回転電機１０に供給される電圧を、バッテリ１１から降圧コンバータ回路１３０を介して電圧形インバータ回路１３１に直流が供給される場合と同様に状態に制御することができる。
According to the first embodiment, when the counter electromotive voltage of the rotary
第１実施形態によれば、回転電機１０は、相数が３である３相巻線１００を有している。そのため、電力変換装置１３を構成する電圧形インバータ回路として、一般的に広く用いられている３相の電圧形インバータ回路１３１を利用することができる。従って、相数が３の倍数でない多相巻線を複数有している場合に比べ、電力変換装置１３を容易に構成することができる。
According to the first embodiment, the rotary
第１実施形態によれば、電力変換装置１３及び制御装置１７は、回転電機１０に固定されている。そのため、回転電機システム１を小型化することができる。
According to the first embodiment, the power conversion device 13 and the
なお、第１実施形態では、バイパススイッチ１３２が寄生ダイオード１３２ｂを有するＦＥＴ１３２ａであり、ダイオード１３３が寄生ダイオード１３２ｂである例を挙げているが、これに限られるものではない。図３に示すように、電力変換装置１３がＦＥＴ１３２ａに外付けされる寄生ダイオード１３２ｂより高速の外付けダイオード１３４を有し、ダイオード１３３が寄生ダイオード１３２ｂ及び外付けダイオード１３４であってもよい。外付けダイオード１３４を介して、降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に向かって高速に電流を流すことができる。そのため、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧上昇を即座に抑えることができる。従って、降圧コンバータ回路１３０及び電圧形インバータ回路１３１の破損を確実に防止することができる。
In the first embodiment, the
第１実施形態によれば、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、制御装置１７が、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角を調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上の場合、制御装置１７は、電圧形インバータ回路１３１から回転電機１０に供給される３相交流の位相を調整するようにしてもよい。３相交流の通電角を調整する場合と同様に、バッテリ１１からバイパススイッチ１３２を介して電圧形インバータ回路１３１に直流が供給される場合であっても、回転電機１０に供給される電流を制御することができる。
According to the first embodiment, when the counter electromotive voltage of the rotary
第１実施形態では、逆起電圧判定回路１７０によって、回転電機１０の回転速度が、逆起電圧が閾値電圧以上になる回転速度であるか否かを判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。逆起電圧判定回路１７０が、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上であるか否かを直接判定するようにしてもよい。矩形波通電の場合、回転電機１０の逆起電圧は、電圧形インバータ回路１３１の入力端で検出することができる。図４に示すように、逆起電圧判定回路１７０は、オペアンプ１７０ｄと、ローパスフィルタ回路１７０ｅと、基準電源１７０ｆと、コンパレータ１７０ｇとによって構成されていてもよい。オペアンプ１７０ｄは、電圧形インバータ回路１３１の入力端に接続され、入力端に現れる回転電機１０の逆起電圧を増幅して出力する。ローパスフィルタ回路１７０ｅは、オペアンプ１７０ｄの出力に含まれる高周波数成分を除去する。基準電源１７０ｆは、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上であるか否かを判定するための、閾値電圧に相当する基準となる電圧を出力する。コンパレータ１７０ｇは、ローパスフィルタ回路１７０ｅの出力が基準電源１７０ｆの電圧より大きい場合、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上であることを示すハイレベルの信号を出力する。一方、ローパスフィルタ回路１７０ｅの出力が基準電源１７０ｆの電圧以下である場合、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満であることを示すローレベルの信号を出力する。これにより、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上であるか否かを直接判定することができる。
In the first embodiment, an example in which the counter electromotive
第１実施形態では、回転電機１０が３相巻線１００を有する例を挙げているが、これに限られるものではない。回転電機１０は、３相以外の多相巻線を有していてもよい。その場合、多相巻線の相数は、３の倍数であるとよい。電力変換装置を構成する電圧形インバータ回路として、一般的に広く用いられている３相の電圧形インバータ回路を利用することができる。
In the first embodiment, an example in which the rotary
第１実施形態では、降圧コンバータ回路１３０がＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂ、リアクトル１３０ｃ及びコンデンサ１３０ｄによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。降圧コンバータ回路１３０は、複数の小容量降圧コンバータ回路を並列接続して構成されていてもよい。図５に示すように、降圧コンバータ回路１３０は、ＦＥＴ１３０ｅ、１３０ｆ、リアクトル１３０ｇ及びコンデンサによって構成される小容量降圧コンバータ回路と、ＦＥＴ１３０ｉ、１３０ｊ、リアクトル１３０ｋ及びコンデンサによって構成される小容量降圧コンバータ回路とを並列接続して構成されていてもよい。ここで、コンデンサ１３０ｈは、２つの小容量降圧コンバータ回路のコンデンサの容量を合成したものである。この場合、電流が、それぞれの小容量コンバータ回路に分散して流れることで、降圧コンバータ回路１３０の発熱を抑えることができる。
In the first embodiment, the example in which the step-down converter circuit 130 is composed of the
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の回転電機システムについて説明する。第２実施形態の回転電機システムは、第１実施形態の回転電機システムに対して、回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、バイパススイッチを制御するようにしたものである。
(Second embodiment)
Next, the rotating electrical machine system of the second embodiment will be described. The rotating electrical machine system of the second embodiment is different from the rotating electrical machine system of the first embodiment in that the voltage at the output end of the step-down converter circuit is the input end even when the back electromotive voltage of the rotating electrical machine is less than the threshold voltage. When the voltage is higher than the voltage of, the bypass switch is controlled.
第２実施形態の回転電機システムは、降圧コンバータ回路の入出力端の電圧に基づいてバイパススイッチを制御することを除いて第１実施形態の回転電機システムと同一である。そのため、図６を参照して降圧コンバータ回路の入出力端の電圧に基づいてバイパススイッチを制御する構成及び動作についてのみ説明し、他の部分については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。 The rotating electrical machine system of the second embodiment is the same as the rotating electrical machine system of the first embodiment except that the bypass switch is controlled based on the voltage at the input/output terminal of the step-down converter circuit. Therefore, only the configuration and operation of controlling the bypass switch based on the voltage at the input/output terminal of the step-down converter circuit will be described with reference to FIG. 6, and description of the other parts will be omitted. In addition, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
まず、図６を参照して、第２実施形態の回転電機システムにおける、降圧コンバータ回路の入出力端の電圧に基づいてバイパススイッチを制御する構成について説明する。 First, with reference to FIG. 6, a configuration for controlling the bypass switch based on the voltage at the input/output terminal of the step-down converter circuit in the rotary electric machine system according to the second embodiment will be described.
図６に示すように、回転電機システム２は、制御装置１７を備えている。制御装置１７は、第１実施形態と同様の制御を行う。さらに、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、バイパススイッチ１３２をオン状態にし、バイパススイッチ１３２を介して出力端から入力端に電流を流す。制御装置１７は、入出力電圧判定回路１７１と、ＯＲ回路１７２とを備えている。
As shown in FIG. 6, the rotary
入出力電圧判定回路１７１は、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きいか否かを判定し、判定結果に応じた信号をＯＲ回路１７２に出力する回路である。入出力電圧判定回路１７１は、コンパレータ１７１ａを備えている。
The input/output
コンパレータ１７１ａは、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きいか否かを判定し、判定結果に応じた信号をＯＲ回路１７２に出力する回路である。コンパレータ１７１ａは降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合、ハイレベルの信号を出力する。一方、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧以下である場合、ローレベルの信号を出力する。コンパレータ１７１ａの非反転入力端は降圧コンバータ回路１３０の出力端であるコンデンサ１３０ｄの一端に、反転入力端は降圧コンバータ回路１３０の入力端であるＦＥＴ１３０ａのドレインに、出力端はＯＲ回路１７２にそれぞれ接続されている。
The
ＯＲ回路１７２は、コンパレータ１７０ｃとコンパレータ１７１ａの出力の論理和を演算し、演算結果を駆動回路１７３に出力する回路である。ＯＲ回路１７２は、コンパレータ１７０ｃ、１７１ａの少なくともいずれかの出力がハイレベルの場合、ハイレベルの信号を出力する。一方、コンパレータ１７０ｃ、１７１ａの出力がいずれもローレベルの場合、ローレベルの信号を出力する。つまり、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧以上である場合、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合の少なくともいずれかである場合、ハイレベルの信号を出力し、それ以外の場合、ローレベルの信号を出力する。ＯＲ回路１７２の一方の入力端はコンパレータ１７０ｃの出力端に、他方の入力端はコンパレータ１７１ａの出力端に、出力端は駆動回路１７３の入力端にそれぞれ接続されている。
The OR
駆動回路１７３は、ＯＲ回路１７２の出力がハイレベルの場合、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にする。一方、ＯＲ回路１７２の出力がローレベルの場合、ＦＥＴ１３２ａをオフ状態にする。
The
次に、図６を参照して、第２実施形態の回転電機システムにおける、降圧コンバータ回路の入出力端の電圧に基づいてバイパススイッチを制御する動作について説明する。 Next, the operation of controlling the bypass switch based on the voltage at the input/output terminal of the step-down converter circuit in the rotary electric machine system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
図６に示す降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合、コンパレータ１７１ａはハイレベルの信号を出力する。ＯＲ回路１７２は、コンパレータ１７１ａの出力がハイレベルであるため、コンパレータ１７０ｃの出力がローレベルであっても、ハイレベルの信号を出力する。駆動回路１７３は、ＯＲ回路１７２の出力がハイレベルであるため、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にする。ＦＥＴ１３２ａは、オン状態になり、降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に電流を流して出力電圧の上昇を抑える。つまり、制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にし、ＦＥＴ１３２ａを介して出力端から入力端に電流を流して出力電圧の上昇を抑える。
When the voltage at the output end of the step-down converter circuit 130 shown in FIG. 6 is higher than the voltage at the input end, the
次に、第２実施形態の回転電機システムの効果について説明する。 Next, effects of the rotary electric machine system according to the second embodiment will be described.
第２実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, by having the same configuration as the first embodiment, it is possible to obtain the same effect corresponding to the same configuration.
第２実施形態によれば、制御装置１７は、回転電機１０の逆起電圧が閾値電圧未満の場合であっても、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、ＦＥＴ１３２ａをオン状態にする。そのため、電圧形インバータ回路１３１のＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆのスイッチングに起因して、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧が入力端の電圧より大きくなっても、ＦＥＴ１３２ａを介して降圧コンバータ回路１３０の出力端から入力端に電流を流すことができる。従って、降圧コンバータ回路１３０の出力端の電圧上昇が抑えられ、降圧コンバータ回路１３０及び電圧形インバータ回路１３１の破損を防止することができる。しかも、寄生ダイオード１３２ｂを介して電流を流す場合に比べ、損失を抑えることができる。
According to the second embodiment, even if the counter electromotive voltage of the rotary
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の回転電機システムについて説明する。第３実施形態の回転電機システムは、第１実施形態の回転電機システムが１つの３相巻線を有する回転電機を駆動するものであるのに対して、２つの３相巻線を有する回転電機を駆動するように降圧コンバータ回路、電圧形インバータ回路及びバイパススイッチを追加するとともに、それに伴って制御の仕方を一部変更したものである。
(Third Embodiment)
Next, a rotating electrical machine system according to the third embodiment will be described. The rotating electric machine system according to the third embodiment drives a rotating electric machine having one three-phase winding, whereas the rotating electric machine system according to the first embodiment has two rotating three-phase windings. A step-down converter circuit, a voltage source inverter circuit, and a bypass switch are added so as to drive, and a part of the control method is changed accordingly.
第３実施形態の回転電機システムは、追加された３相巻線、降圧コンバータ回路、電圧形インバータ回路、バイパススイッチ、及び、一部変更された制御の仕方を除いて第１実施形態の回転電機システムと同一である。そのため、図７を参照して追加された３相巻線、降圧コンバータ回路、電圧形インバータ回路、バイパススイッチ、及び、一部変更された制御の仕方についてのみ説明し、他の部分については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。 The rotating electrical machine system of the third embodiment is the rotating electrical machine of the first embodiment except for the added three-phase winding, the step-down converter circuit, the voltage source inverter circuit, the bypass switch, and the partially changed control method. It is the same as the system. Therefore, referring to FIG. 7, only the added three-phase winding, the step-down converter circuit, the voltage source inverter circuit, the bypass switch, and the partially changed control method will be described, and the other parts will be described. Omit it. In addition, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
まず、図７を参照して、第３実施形態の回転電機システムにおける、追加された３相巻線、降圧コンバータ回路、電圧形インバータ回路、バイパススイッチについて説明する。 First, the added three-phase winding, the step-down converter circuit, the voltage source inverter circuit, and the bypass switch in the rotary electric machine system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
図７に示すように、回転電機システム３は、回転電機１０と、バッテリ１１と、コンデンサ１２と、電力変換装置１３、１４と、電流センサ１５、１６と、制御装置１７とを備えている。
As shown in FIG. 7, the rotary electric machine system 3 includes a rotary
回転電機１０は、３相巻線１００、１０１を備えている。
The rotary
３相巻線１０１は、３相交流が供給されることで磁束を発生する部材である。３相巻線１０１は、相巻線１０１ａ〜１０１ｃをＹ結線して構成されている。相巻線１０１ａ〜１０１ｃの一端は共通接続され、他端は電力変換装置１４にそれぞれ接続されている。図示を省略しているが、３相巻線１０１は、回転電機１０の固定子に設けられている。
The three-phase winding 101 is a member that generates magnetic flux by being supplied with a three-phase alternating current. The three-phase winding 101 is configured by connecting the
３相巻線１００と３相巻線１０１は、位相が異なるように配置されている。 The three-phase winding 100 and the three-phase winding 101 are arranged so as to have different phases.
電力変換装置１３、１４は、３相巻線１００、１０１毎に設けられている。電力変換装置１３は３相巻線１００に対して、電力変換装置１４は３相巻線１０１に対してそれぞれ設けられている。
The power converters 13 and 14 are provided for each of the three-
電力変換装置１４は、コンデンサ１２を介してバッテリ１１から供給される直流を降圧し、さらに３相交流に変換して３相巻線１０１に供給する装置である。電力変換装置１４は、降圧コンバータ回路１４０と、電圧形インバータ回路１４１と、バイパススイッチ１４２と、ダイオード１４３とを備えている。
The power conversion device 14 is a device that steps down the direct current supplied from the
降圧コンバータ回路１４０は、コンデンサ１２を介してバッテリ１１から供給される直流を降圧する回路である。降圧コンバータ回路１４０は、ＦＥＴ１４０ａ、１４０ｂと、リアクトル１４０ｃと、コンデンサ１４０ｄとを備えている。ＦＥＴ１４０ａ、１４０ｂ、リアクトル１４０ｃ及びコンデンサ１４０ｄは、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂ、リアクトル１３０ｃ及びコンデンサ１３０ｄと同一の素子であり、同様に構成されている。
The step-down converter circuit 140 is a circuit that steps down the direct current supplied from the
電圧形インバータ回路１４１は、降圧コンバータ回路１４０から供給される降圧された直流を３相交流に変換して３相巻線１０１に供給する回路である。電圧形インバータ回路１４１は、ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆを備えている。ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆは、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆと同一の素子であり、同様に構成されている。
The voltage source inverter circuit 141 is a circuit that converts the stepped-down direct current supplied from the step-down converter circuit 140 into a three-phase alternating current and supplies the three-phase winding 101. The voltage type inverter circuit 141 includes
バイパススイッチ１４２は、降圧コンバータ回路１４０の入力端と出力端の間に接続され、入力端と出力端を接続、又は、入力端と出力端を切断する素子である。バイパススイッチ１４２は、ＦＥＴ１４２ａを備えている。ＦＥＴ１４２ａは、寄生ダイオード１４２ｂを有するバイパス用スイッチング素子である。ＦＥＴ１４２ａは、ＦＥＴ１３２ａと同一の素子であり、同様に構成されている。
The
ダイオード１４３は、降圧コンバータ回路１４０の出力端から入力端に電流を流す素子である。具体的には、寄生ダイオード１４２ｂである。ダイオード１４３は、ダイオード１３３と同様に構成されている。
The
電流センサ１６は、降圧コンバータ回路１４０の出力電流を検出するセンサである。電流センサ１６は、降圧コンバータ回路１４０と電圧形インバータ回路１４１を接続する配線に設けられている。具体的には、コンデンサ１４０ｄとＦＥＴ１４１ｂ、１４１ｄ、１４１ｆを接続する配線に設けられている。
The
制御装置１７は、外部装置から入力される指令、回転センサ１０２及び電流センサ１５、１６の検出結果に基づいて、降圧コンバータ回路１３０、１４０電圧形インバータ回路１３１、１４１及びバイパススイッチ１３２、１４２を制御する装置である。制御装置１７は、降圧コンバータ回路１３０、電圧形インバータ回路１３１及びバイパススイッチ１３２に対して第１実施形態と同様の制御を行う。また、降圧コンバータ回路１４０、電圧形インバータ回路１４１及びバイパススイッチ１４２に対しても第１実施形態と同様の制御を行う。その際、電圧形インバータ回路１３１、１４１によって変換された３相交流の位相差が３相巻線１００、１０１に対応した所定位相差になるように電圧形インバータ回路１３１、１４１を制御する。
The
コンデンサ１２、電力変換装置１３、１４、電流センサ１５、１６及び制御装置１７は、回転電機１０に固定され、一体化されている。
The
次に、図７を参照して、第３実施形態の回転電機システムの動作について説明する。 Next, the operation of the rotary electric machine system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
図７に示す回転電機１０の回転速度が閾値回転速度Ｎｔｈ未満である場合、制御装置１７は、ＦＥＴ１３２ａ、１３２ａをオフ状態にする。ＦＥＴ１３２ａ、１４２ａがオフ状態であるため、ＦＥＴ１３２ａ、１４２ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１、１４１に直流が供給されることはない。
When the rotation speed of the rotary
この場合、制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び電流センサ１５、１６の検出結果に基づいて、降圧コンバータ回路１３０、１４０の出力電流が所定電流になり、降圧コンバータ回路１３０、１４０がバッテリ１１から供給される直流を降圧するように、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂを所定タイミングで相補的にスイッチングさせるとともに、ＦＥＴ１４０ａ、１４０ｂを所定タイミングで相補的にスイッチングさせる。その結果、降圧コンバータ回路１３０、１４０は、同一の所定電流を出力するとともに、バッテリ１１から供給される直流を降圧して出力する。
In this case, the
さらに、制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１、１４１が降圧コンバータ回路１３０、１４０から供給される降圧される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するように、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動するとともに、ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆを駆動する。具体的には、１２０度矩形波通電になるように駆動する。その際、電圧形インバータ回路１３１、１４１によって変換された３相交流の位相差が３相巻線１００、１０１に対応した所定位相差になるようにＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動するとともに、ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆを駆動する。その結果、電圧形インバータ回路１３１、１４１は、回転電機１０の回転角度に応じた、１２０度矩形波通電による所定位相差を有する３相交流電流を３相巻線１００、１０１に供給する。
Further, the
ダイオード１３３、１４３は、降圧コンバータ回路１３０、１４０の出力電圧が入力電圧より高くなった場合、降圧コンバータ回路１３０、１４０の出力端から入力端に電流を流して出力電圧の上昇を抑える。
When the output voltage of the step-down converter circuits 130, 140 becomes higher than the input voltage, the
３相巻線１００、１０１は、回転電機１０の回転角度に応じた、１２０度矩形波通電による所定位相差を有する３相交流電流が供給されることで、磁束を発生する。その結果、回転電機１０はトルクを発生する。
The three-
回転電機１０の回転速度が上昇し、閾値回転速度Ｎｔｈになると、制御装置１７は、ＦＥＴ１３２ａ、１３２ａをオン状態にする。その結果、ＦＥＴ１３２ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流が供給されるとともに、ＦＥＴ１４２ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１４１に直流が供給されるようになる。
When the rotation speed of the rotary
この場合、制御装置１７は、降圧コンバータ回路１３０、１４０のＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂ、１４０ａ、１４０ｂのスイッチング動作を停止させ、降圧コンバータ回路１３０のＦＥＴ１３０ａをオン状態にするとともに、降圧コンバータ回路１４０のＦＥＴ１４０ａをオン状態にする。具体的には、ＦＥＴ１３０ａ、１３０ｂの相補的なスイッチング、及び、ＦＥＴ１４０ａ、１４０ｂの相補的なスイッチングを停止させ、ＦＥＴ１３０ａ、１４０ａをオン状態にする。その結果、ＦＥＴ１３０ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１３１に直流が供給されるとともに、ＦＥＴ１４０ａを介してバッテリ１１から電圧形インバータ回路１４１に直流が供給されるようになる。
In this case, the
制御装置１７は、外部装置から入力される指令及び回転センサ１０２の検出結果に基づいて、電圧形インバータ回路１３１、１４１が降圧コンバータ回路１３０、１４０から供給される降圧される直流を回転電機１０の回転角度に応じた３相交流に変換するように、ＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動するとともに、ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆを駆動する。その際、制御装置１７は、電圧形インバータ回路１３１、１４１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角を調整して電流を制御する。具体的には、通電角が１２０度より小さい矩形波通電になるように駆動する。また、電圧形インバータ回路１３１、１４１から回転電機１０に供給される３相交流の通電角内において非通電期間を設けて電圧を制御する。さらに、電圧形インバータ回路１３１、１４１によって変換された３相交流の位相差が３相巻線１００、１０１に対応した所定位相差になるようにＦＥＴ１３１ａ〜１３１ｆを駆動するとともに、ＦＥＴ１４１ａ〜１４１ｆを駆動する。その結果、電圧形インバータ回路１３１、１４１は、回転電機１０の回転角度に応じた所定位相差を有する３相交流電流を３相巻線１００、１０１に供給する。
The
３相巻線１００、１０１は、回転電機１０の回転角度に応じた、所定位相差を有する３相交流電流が供給されることで、磁束を発生する。その結果、回転電機１０は継続してトルクを発生する。
The three-
次に、第３実施形態の回転電機システムの効果について説明する。 Next, effects of the rotary electric machine system according to the third embodiment will be described.
第３実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した同様の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, by having the same configuration as the first embodiment, it is possible to obtain the same effect corresponding to the same configuration.
第３実施形態によれば、２つの３相巻線１００、１０１を有する回転電機１０を備えた回転電機システムにおいても、降圧コンバータ回路１３０、１４０による損失を抑えて効率を向上させることができる。
According to the third embodiment, even in the rotary electric machine system including the rotary
第３実施形態によれば、回転電機１０は、相数が３である３相巻線１００、１０１を有している。そのため、電力変換装置１３、１４を構成する電圧形インバータ回路として、一般的に広く用いられている３相の電圧形インバータ回路１３１、１４１を利用することができる。従って、相数が３の倍数でない多相巻線を複数有している場合に比べ、電力変換装置１３を容易に構成することができる。
According to the third embodiment, the rotary
第３実施形態によれば、電力変換装置１３、１４及び制御装置１７は、回転電機１０に固定されている。そのため、回転電機システム３を小型化することができる。
According to the third embodiment, the power conversion devices 13 and 14 and the
なお、第３実施形態では、回転電機１０が２つの３相巻線１００、１０１を有する例を挙げているが、これに限られるものではない。回転電機１０は、複数の多相巻線を有してもよい。その場合、多相巻線の相数は３の倍数であるとよい。電力変換装置を構成する電圧形インバータ回路として、一般的に広く用いられている３相の電圧形インバータ回路を利用することができる。
In addition, in the third embodiment, an example in which the rotary
以上、本発明の実施形態及びその変形形態を説明したが、本発明は、これらの形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、これらの形態を組み合わせて構成してもよい。 Although the embodiment of the present invention and the modification thereof have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. These forms may be combined and configured without departing from the scope of the present invention.
１・・・回転電機システム、１０・・・回転電機、１００・・・３相巻線、１１・・・バッテリ、１３・・・電力変換装置、１３０・・・降圧コンバータ回路、１３１・・・電圧形インバータ回路、１３２・・・バイパススイッチ、１３３・・・ダイオード、１７・・・制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rotating electric machine system, 10... Rotating electric machine, 100... Three-phase winding, 11... Battery, 13... Power converter, 130... Step-down converter circuit, 131... Voltage source inverter circuit, 132... Bypass switch, 133... Diode, 17... Control device
Claims (12)
直流電源（１１）と、
前記多相巻線毎に設けられ、前記直流電源から供給される直流を交流に変換して前記回転電機に供給する電力変換装置（１３、１４）と、
前記電力変換装置を制御する制御装置（１７）と、
を備えた回転電機システムであって、
前記電力変換装置は、
前記直流電源から供給される直流を降圧する降圧コンバータ回路（１３０、１４０）と、
前記降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して前記回転電機に供給する電圧形インバータ回路（１３１、１４１）と、
前記降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチ（１３２、１４２）と、
を有し、
前記制御装置は、前記回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、前記バイパススイッチをオフ状態にし、前記降圧コンバータ回路の出力電流が所定電流になり、前記降圧コンバータ回路が前記直流電源から供給される直流を降圧するように前記降圧コンバータ回路を制御するとともに、前記電圧形インバータ回路が前記降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換するように前記電圧形インバータ回路を制御し、前記回転電機の逆起電圧が前記閾値電圧以上の場合、前記バイパススイッチをオン状態にし、前記降圧コンバータ回路の動作を停止させ、前記電圧形インバータ回路が前記バイパススイッチを介して前記直流電源から供給される直流を交流に変換するように前記電圧形インバータ回路を制御し、さらに、前記回転電機の逆起電圧が前記閾値電圧未満の場合であっても、前記降圧コンバータ回路の出力端の電圧が入力端の電圧より大きい場合には、前記バイパススイッチをオン状態にする回転電機システム。 A rotating electric machine (10) having at least one polyphase winding;
DC power supply (11),
A power conversion device (13, 14) which is provided for each of the multi-phase windings and which converts direct current supplied from the direct current power source into alternating current and supplies the alternating current to the rotary electric machine;
A control device (17) for controlling the power conversion device,
A rotary electric machine system comprising:
The power conversion device,
A step-down converter circuit (130, 140) for stepping down the direct current supplied from the direct current power source;
A voltage source inverter circuit (131, 141) that converts direct current supplied from the step-down converter circuit into alternating current and supplies the alternating current to the rotating electric machine;
A bypass switch (132, 142) connected between the input terminal and the output terminal of the step-down converter circuit;
Have
When the counter electromotive voltage of the rotary electric machine is less than a threshold voltage, the control device turns off the bypass switch, the output current of the step-down converter circuit becomes a predetermined current, and the step-down converter circuit supplies the direct current power from the DC power supply. The step-down converter circuit is controlled so as to step down the direct current, and the voltage-type inverter circuit is controlled so that the voltage-type inverter circuit converts direct current supplied from the step-down converter circuit to alternating current, and the rotation is performed. When the back electromotive voltage of the electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the bypass switch is turned on to stop the operation of the step-down converter circuit, and the voltage source inverter circuit is supplied from the DC power supply through the bypass switch. The voltage source inverter circuit is controlled so as to convert direct current into alternating current, and further, even when the counter electromotive voltage of the rotating electric machine is less than the threshold voltage, the voltage at the output end of the step-down converter circuit is at the input end. The rotating electrical machine system turns on the bypass switch when the voltage is higher than the voltage .
直流電源（１１）と、
前記多相巻線毎に設けられ、前記直流電源から供給される直流を交流に変換して前記回転電機に供給する電力変換装置（１３、１４）と、
前記電力変換装置を制御する制御装置（１７）と、
を備えた回転電機システムであって、
前記電力変換装置は、
前記直流電源から供給される直流を降圧する降圧コンバータ回路（１３０、１４０）と、
前記降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して前記回転電機に供給する電圧形インバータ回路（１３１、１４１）と、
前記降圧コンバータ回路の入力端と出力端の間に接続されるバイパススイッチ（１３２、１４２）と、
を有し、
前記制御装置は、前記回転電機の逆起電圧が閾値電圧未満の場合、前記バイパススイッチをオフ状態にし、前記降圧コンバータ回路の出力電流が所定電流になり、前記降圧コンバータ回路が前記直流電源から供給される直流を降圧するように前記降圧コンバータ回路を制御するとともに、前記電圧形インバータ回路が前記降圧コンバータ回路から供給される直流を交流に変換するように前記電圧形インバータ回路を制御し、前記回転電機の逆起電圧が前記閾値電圧以上の場合、前記バイパススイッチをオン状態にし、前記降圧コンバータ回路の動作を停止させ、前記電圧形インバータ回路が前記バイパススイッチを介して前記直流電源から供給される直流を交流に変換するように前記電圧形インバータ回路を制御し、その際、前記電圧形インバータ回路から前記回転電機に供給される交流の位相を調整する回転電機システム。 A rotating electric machine (10) having at least one polyphase winding;
DC power supply (11),
A power conversion device (13, 14) which is provided for each of the multi-phase windings and which converts direct current supplied from the direct current power source into alternating current and supplies the alternating current to the rotary electric machine;
A control device (17) for controlling the power conversion device,
A rotary electric machine system comprising:
The power conversion device,
A step-down converter circuit (130, 140) for stepping down the direct current supplied from the direct current power source;
A voltage source inverter circuit (131, 141) that converts direct current supplied from the step-down converter circuit into alternating current and supplies the alternating current to the rotating electric machine;
A bypass switch (132, 142) connected between the input terminal and the output terminal of the step-down converter circuit;
Have
When the counter electromotive voltage of the rotary electric machine is less than a threshold voltage, the control device turns off the bypass switch, the output current of the step-down converter circuit becomes a predetermined current, and the step-down converter circuit supplies the direct current power from the DC power supply. The step-down converter circuit is controlled so as to step down the direct current, and the voltage-type inverter circuit is controlled so that the voltage-type inverter circuit converts direct current supplied from the step-down converter circuit to alternating current, and the rotation is performed. When the back electromotive voltage of the electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the bypass switch is turned on to stop the operation of the step-down converter circuit, and the voltage source inverter circuit is supplied from the DC power supply through the bypass switch. A rotating electrical machine system for controlling the voltage source inverter circuit so as to convert direct current into alternating current, and adjusting the phase of alternating current supplied from the voltage source inverter circuit to the rotating electrical machine.
前記制御装置は、前記回転電機の逆起電圧が前記閾値電圧以上の場合、前記コンバータ用スイッチング素子をオン状態にし、前記コンバータ用スイッチング素子及び前記リアクトルを介して前記直流電源から供給される直流を交流に変換するように前記電圧形インバータ回路を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機システム。 The step-down converter circuit has converter switching elements (130a, 140a), one end of which is connected to an input end and the other end of which is connected to an output end via a reactor,
When the counter electromotive voltage of the rotating electric machine is equal to or higher than the threshold voltage, the control device turns on the converter switching element, and supplies a direct current supplied from the DC power supply via the converter switching element and the reactor. the rotary electric machine system according to any one of claims 1 to 3 for controlling the voltage inverter circuit to convert the AC.
前記ダイオードは、前記寄生ダイオード（１３２ｂ、１４２ｂ）である請求項５に記載の回転電機システム。 The bypass switch is a bypass switching element (132a, 142a) having a parasitic diode,
The rotary electric machine system according to claim 5 , wherein the diode is the parasitic diode (132b, 142b).
前記バイパス用スイッチング素子に外付けされる、前記寄生ダイオードより高速の外付けダイオード（１３４）を有し、
前記ダイオードは、前記寄生ダイオード（１３２ｂ、１４２ｂ）及び前記外付けダイオードである請求項５に記載の回転電機システム。 The bypass switch is a bypass switching element (132a, 142a) having a parasitic diode,
An external diode (134), which is external to the bypass switching element and has a higher speed than the parasitic diode,
The rotary electric machine system according to claim 5 , wherein the diodes are the parasitic diodes (132b, 142b) and the external diode.
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