JP5733259B2 - Rotating machine control device - Google Patents
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Description
本発明は、インバータを操作することで回転機の制御量を制御する回転機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a rotating machine that controls a control amount of the rotating machine by operating an inverter.
近年、自動車の走行用モータにブラシレスモータが使用されることが多くなってきている。しかし、自動車は他の産業機器や電気車などと異なり、停車時から発進する加速トルクと、高速巡航までトルクを発生するパワーとを、限られた空間の中に搭載された電池のみの電力でまかなうために、極めて広範囲な運転特性を小型で実現せねばならない。 In recent years, brushless motors have been increasingly used as driving motors for automobiles. However, unlike other industrial equipment and electric vehicles, automobiles use only the power of a battery mounted in a limited space, with the acceleration torque that starts when the vehicle stops and the power that generates torque until high-speed cruise. In order to meet these requirements, a very wide range of operating characteristics must be realized in a small size.
ここで、広範囲な運転特性を実現すべく、たとえば下記特許文献1に見られるように、固定子巻線のターン数を随時切り替えて電動機を運転することが提案されている。
Here, in order to realize a wide range of operation characteristics, for example, as seen in
上記特許文献1の如き考えは古くから知られており、実現するには大容量の半導体スイッチが多数個必要となり、制御装置が大掛かりなものとなる。
The idea as described in
したがって、上記特許文献1に記載の技術を、乗用車などの限られた空間内で使用するには実装の難しさがある。事実、引用文献1に例示される技術は、エレベータ用などの比較的搭載空間に制約の少ない分野で実用化が進んでいるが、自動車用途としては未だ実用化されていない。
Therefore, it is difficult to implement the technique described in
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、簡易な構成にて固定子巻線の特性変更を実行することができる回転機の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in the process of solving the above-described problems, and an object thereof is to provide a control device for a rotating machine that can change the characteristics of a stator winding with a simple configuration. .
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.
請求項1記載の発明は、互いに絶縁された第1の固定子巻線(14)、および該第1の固定子巻線よりも定格電圧が大きい第2の固定子巻線(16)を備える回転機(10)の制御量を制御すべく、前記第1の固定子巻線および第2の固定子巻線のそれぞれに接続される第1のインバータ(INV1)および第2のインバータ(INV2)のそれぞれを操作する操作手段(40)と、第2の直流電圧源の電圧を前記第1のインバータおよび前記第2のインバータの双方に印加する第1状態と、前記第2の直流電圧源の電圧を前記第2のインバータのみに印加する第2状態とを切り替えるべく、前記第1のインバータの正極側直流母線(Lp1)および前記第2のインバータの正極側直流母線(Lp2)の間、および前記第1のインバータの負極側直流母線(Ln1)および前記第2のインバータの負極側直流母線(Ln2)の間の少なくとも一方を開閉する第1のスイッチ手段(30)と、前記第1のスイッチ手段よりも前記第1のインバータ側に備えられて且つ、前記第2の直流電圧源よりも端子電圧が低い第1の直流電圧源の電圧を前記第1のインバータに印加した状態および前記第1の直流電圧源の電圧の印加を遮断した状態の一対の状態について、それらの切り替えを行う第2のスイッチ手段(32)と、前記回転機の回転速度が低い場合、前記第1のスイッチ手段を開状態として且つ第2のスイッチ手段を閉状態とし、前記回転機の回転速度が高くなることで前記第1のスイッチ手段を閉状態に切替えるとともに前記第2のスイッチ手段を開状態に切替える切替手段(40)と、を備えることを特徴とする。
The invention described in
上記発明では、定格電圧の小さい第1の固定子巻線を、回転機の回転速度が高くなる場合に限って第2の直流電圧源に接続することで、第2の固定子巻線が発熱限界に達することを回避しつつも、高回転領域における出力を確保することができる。しかも、こうした切り替えを第1のスイッチ手段および第2のスイッチ手段によって実現することができるため、比較的簡素な構成によって実現可能である。 In the above invention, the first stator winding having a small rated voltage is connected to the second DC voltage source only when the rotational speed of the rotating machine becomes high, so that the second stator winding generates heat. While avoiding reaching the limit, the output in the high rotation region can be secured. In addition, since such switching can be realized by the first switch means and the second switch means, it can be realized by a relatively simple configuration.
以下、本発明にかかる回転機の制御装置を、電動パワーステアリングに搭載された回転機の制御装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a control device for a rotating machine according to the present invention is applied to a control device for a rotating machine mounted on an electric power steering will be described with reference to the drawings.
図1に示す回転機(電動機10)は、電動パワーステアリングに搭載されるものであり、ここでは、永久磁石同期機を想定している。電動機10は、回転子12と、第1の固定子巻線14と、第2の固定子巻線16とを備えている。ここで、第1の固定子巻線14は、U相コイルwu1,V相コイルwv1およびW相コイルww1の3つの固定子巻線を備え、それらが互いに中性点で接続されたものである。また、第2の固定子巻線16は、U相コイルwu2,V相コイルwv2およびW相コイルww2の3つの固定子巻線を備え、それらが互いに中性点で接続されたものである。これら第1の固定子巻線14および第2の固定子巻線16は、互いに絶縁されているものの、これらは同一の固定子コアに巻かれている。
The rotating machine (electric motor 10) shown in FIG. 1 is mounted on an electric power steering, and here, a permanent magnet synchronous machine is assumed. The
特に、本実施形態では、第1の固定子巻線14と、第2の固定子巻線16とは、ともに3相対称性が保たれるように(位相差が120度ずつとなるように)結線されている。また、第1の固定子巻線14の各相と第2の固定子巻線16の対応する相とは、所定位相ずれている。この所定位相としては、電気角で30度であることが望ましい。 In particular, in the present embodiment, the first stator winding 14 and the second stator winding 16 both maintain a three-phase symmetry (so that the phase difference is 120 degrees each). ) Wired. Further, each phase of the first stator winding 14 and the corresponding phase of the second stator winding 16 are shifted by a predetermined phase. The predetermined phase is preferably 30 degrees in electrical angle.
ここで、第2の固定子巻線16の定格電圧(連続定格)は、第1の固定子巻線14の定格電圧よりも大きい(N倍)ものである。本実施形態では、こうした設定を、第2の固定子巻線16のターン数を第1の固定子巻線14のターン数よりも大きくすることで実現している。たとえば、第1の固定子巻線14の定格電圧が「12V」であり、第2の固定子巻線16が定格電圧が「48V」である場合、第2の固定子巻線16のターン数を第1の固定子巻線14のターン数の4倍とすることで実現する。 Here, the rated voltage (continuous rating) of the second stator winding 16 is larger (N times) than the rated voltage of the first stator winding 14. In the present embodiment, this setting is realized by making the number of turns of the second stator winding 16 larger than the number of turns of the first stator winding 14. For example, when the rated voltage of the first stator winding 14 is “12V” and the rated voltage of the second stator winding 16 is “48V”, the number of turns of the second stator winding 16 Is realized by making the number of turns of the first stator winding 14 four times.
上記第1の固定子巻線14は、第1のインバータINV1を介して第1の直流電圧源(第1のバッテリ20)に接続されている。第1のインバータINV1は、スイッチング素子S¥p1,S¥n1(¥=u,v,w)の直列接続体を3組備えており、これら各直列接続体の接続点が第1の固定子巻線14のU,V,W相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子S¥#1(¥=u,v,w;#=p,n)には、それぞれダイオードD¥#1が逆並列に接続されている。なお、本実施形態では、スイッチング素子S¥#1として、NチャネルMOS電界効果トランジスタを例示している。このため、ダイオードD¥#1としては、スイッチング素子S¥#1のボディーダイオードであってもよい。
The first stator winding 14 is connected to a first DC voltage source (first battery 20) via a first inverter INV1. The first inverter INV1 includes three sets of series connection bodies of switching elements S ¥ p1, S ¥ n1 (¥ = u, v, w), and the connection point of each series connection body is the first stator. The
上記第2の固定子巻線16は、第2のインバータINV2を介して第2の直流電圧源(第2のバッテリ22)に接続されている。第2のインバータINV2は、スイッチング素子S¥p2,S¥n2(¥=u,v,w)の直列接続体を3組備えており、これら各直列接続体の接続点が第2の固定子巻線16のU,V,W相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子S¥#2(¥=u,v,w;#=p,n、以下、この表記を踏襲する)には、それぞれダイオードD¥#2が逆並列に接続されている。なお、本実施形態では、スイッチング素子S¥#2として、NチャネルMOS電界効果トランジスタを例示している。このため、ダイオードD¥#2としては、スイッチング素子S¥#2のボディーダイオードであってもよい。
The second stator winding 16 is connected to a second DC voltage source (second battery 22) via a second inverter INV2. The second inverter INV2 includes three sets of series connection bodies of switching elements S ¥ p2, S ¥ n2 (¥ = u, v, w), and the connection point of each series connection body is the second stator. The
上記第1のバッテリ20の端子電圧は、第1の固定子巻線14の定格電圧に応じて設定され、上記第2のバッテリ22の端子電圧は、第2の固定子巻線16の定格電圧に応じて設定される。すなわち、上記第2のバッテリ22の端子電圧は、第1のバッテリ20の端子電圧よりも高い。特に、本実施形態では、第2のバッテリ22の端子電圧は、第1のバッテリ20の端子電圧のN倍とされている。
The terminal voltage of the first battery 20 is set according to the rated voltage of the first stator winding 14, and the terminal voltage of the
上記第1のインバータINV1の負極側直流母線Ln1と第2のインバータINV2の負極側直流母線Ln2とは短絡されている。これに対し、上記第1のインバータINV1の正極側直流母線Lp1と第2のインバータINV2の正極側直流母線Lp2とは、第1のスイッチ手段30を介して接続されている。ちなみに、本実施形態では、第1のスイッチ手段30として、互いにソース同士が短絡された一対のNチャネルMOS電界効果トランジスタの直列接続体を例示した。 The negative side DC bus Ln1 of the first inverter INV1 and the negative side DC bus Ln2 of the second inverter INV2 are short-circuited. On the other hand, the positive side DC bus Lp1 of the first inverter INV1 and the positive side DC bus Lp2 of the second inverter INV2 are connected via the first switch means 30. Incidentally, in the present embodiment, as the first switch means 30, a series connection body of a pair of N-channel MOS field effect transistors whose sources are short-circuited with each other is illustrated.
上記第1のインバータINV1の正極側直流母線Lp1と第1のバッテリ20の正極端子とは、第2のスイッチ手段32を介して接続されている。ちなみに、本実施形態では、第2のスイッチ手段32として、互いにソース同士が短絡された一対のNチャネルMOS電界効果トランジスタの直列接続体を例示した。 The positive side DC bus Lp1 of the first inverter INV1 and the positive terminal of the first battery 20 are connected via a second switch means 32. Incidentally, in the present embodiment, as the second switch means 32, a series connection body of a pair of N channel MOS field effect transistors whose sources are short-circuited with each other is illustrated.
コントローラ40は、電動機10の制御量(トルク)を制御すべく、第1のインバータINV1や第2のインバータINV2を操作する操作手段である。すなわち、例えば周知のベクトル制御や矩形波通電制御などを適用することで、第1のインバータINV1を構成するスイッチング素子S¥#1の操作信号g¥#1を生成して出力するとともに、第2のインバータINV2を構成するスイッチング素子S¥#の操作信号g¥#2を生成して出力する。
The
コントローラ40は、さらに、第1のスイッチ手段30に操作信号m1を出力することで、これを開閉操作したり、第2のスイッチ手段32に操作信号m2を出力することで、これを開閉操作する。すなわち、コントローラ40は、本実施形態において、切替手段を構成する。
The
図2に、第1のスイッチ手段30および第2のスイッチ手段32の開閉操作手法を示す。図示されるように、本実施形態では、電動機10の回転速度ωが第1の閾値th1以上となることで、第1のスイッチ手段30に対する操作信号m1をオン操作指令に切替えるとともに、第2のスイッチ手段32に対する操作信号m2をオフ操作指令に切り替える。これに対し、電動機10の回転速度ωが第2の閾値th2(<th1)以下となることで、第1のスイッチ手段30に対する操作信号m1をオフ操作指令に切替えるとともに、第2のスイッチ手段32に対する操作信号m2をオン操作指令に切り替える。ここで、互いに相違する一対の閾値(第1の閾値th1と第2の閾値th2)を設けたのは、周知のヒステリシスを設定するためのものであり、これにより、ハンチング現象の発生を回避する。
FIG. 2 shows an opening / closing operation method for the first switch means 30 and the second switch means 32. As illustrated, in the present embodiment, when the rotational speed ω of the
回転速度ωが第1の閾値th1以上となる場合、第1の固定子巻線14に、第2のバッテリ22の端子電圧が印加されることとなる。上述したように、第2のバッテリ22の端子電圧は、第1の固定子巻線14の定格電圧よりも高い第2の固定子巻線16の定格電圧に応じて設定されたものである。それにもかかわらず、第1の固定子巻線14に第2のバッテリ22の端子電圧を印加することを許容するのは、これが電動機10の高回転時に限られるためである。すなわち、第1の固定子巻線14の連続定格電圧が第2のバッテリ22の端子電圧よりも低い場合であっても、第2のバッテリ22の端子電圧の印加期間が比較的短時間であるなら、第1の固定子巻線14が発熱限界に到達することはない。この点に着目し、本実施形態では、図2に示した処理を行なう。
When the rotational speed ω is equal to or higher than the first threshold th1, the terminal voltage of the
この処理は、上記第1の固定子巻線14および第2の固定子巻線16の設定との協働で、電動機10の回転速度ωが低い領域から高い領域までトルクを確保することを可能とするものである。以下、これについて説明する。
In this process, in cooperation with the setting of the first stator winding 14 and the second stator winding 16, it is possible to secure the torque from the low speed range to the high speed range of the
今、第1のバッテリ20の端子電圧を、電圧Vbattとし、第1の固定子巻線14に誘起される電圧を、逆起電圧Erevとし、第1の固定子巻線14のインピーダンスを、インピーダンスZとする。この場合、第1のバッテリ20を用いることで第1の固定子巻線14に流れる電流値I1は、以下の式(c1)にて表現される。 Now, the terminal voltage of the first battery 20 is the voltage Vbatt, the voltage induced in the first stator winding 14 is the counter electromotive voltage Erev, and the impedance of the first stator winding 14 is the impedance. Let it be Z. In this case, the current value I1 flowing through the first stator winding 14 by using the first battery 20 is expressed by the following equation (c1).
I1=(Vbatt−Erev)/Z ・・・・(c1)
一方、本実施形態では、第2の固定子巻線16のインピーダンスは、第1の固定子巻線14のインピーダンスZのN^2倍となっている。これは、本実施形態では、第2の固定子巻線16のターン数を第1の固定子巻線14のターン数のN倍とすることで第2の固定子巻線16の定格電圧を第1の固定子巻線14の定格電圧のN倍として且つ、第2の固定子巻線16と第1の固定子巻線14との収容空間面積を等しく設定したことによる。すなわち、コイルのインダクタンスはターン数の2乗に比例し、コイルの抵抗値は長さに比例して且つ断面積に反比例する。ここで、第2の固定子巻線16と第1の固定子巻線14との収容空間面積を等しくするなら、第2の固定子巻線16のコイルの長さがN倍となるため、コイルの断面積は、第1の固定子巻線14のコイルの断面積の1/N倍となる。したがって、抵抗値もN^2倍となる。
I1 = (Vbatt−Erev) / Z (c1)
On the other hand, in the present embodiment, the impedance of the second stator winding 16 is N ^ 2 times the impedance Z of the first stator winding 14. In this embodiment, the number of turns of the second stator winding 16 is set to N times the number of turns of the first stator winding 14 so that the rated voltage of the second stator winding 16 is reduced. This is because the accommodation space area of the second stator winding 16 and the first stator winding 14 is set equal to N times the rated voltage of the first stator winding 14. That is, the inductance of the coil is proportional to the square of the number of turns, and the resistance value of the coil is proportional to the length and inversely proportional to the cross-sectional area. Here, if the accommodation space areas of the second stator winding 16 and the first stator winding 14 are equal, the length of the coil of the second stator winding 16 is N times, The cross-sectional area of the coil is 1 / N times the cross-sectional area of the coil of the first stator winding 14. Therefore, the resistance value is also N ^ 2.
一方、固定子巻線の逆起電圧はターン数に比例するので第2の固定子巻線16の逆起電圧は第1の固定子巻線14の逆起電圧ErevのN倍となる。このため、第2のバッテリ22を用いることで第2の固定子巻線16に流せる電流値I2は、下記の式(c2)となる。
On the other hand, since the counter electromotive voltage of the stator winding is proportional to the number of turns, the counter electromotive voltage of the second stator winding 16 is N times the counter electromotive voltage Erev of the first stator winding 14. For this reason, the current value I2 that can be passed through the second stator winding 16 by using the
I2=(N・Vbatt−N・Erev)/N・N・Z
=(Vbatt−Erev)/N・Z ・・・・(c2)
上記の式(c2)からわかるように、第2の固定子巻線16に流せる電流値I2は、第1の固定子巻線14に流せる電流値I1の「1/N」倍である。ただし、トルクは、「電流×ターン数」に比例する。このため、第1のバッテリ20を用いることで第1の固定子巻線14に生じるトルクと、第2のバッテリ22を用いることで第2の固定子巻線16に生じるトルクとは同一となる。
I2 = (N · Vbatt−N · Erev) / N · N · Z
= (Vbatt-Erev) / N · Z (c2)
As can be seen from the above equation (c2), the current value I2 that can be passed through the second stator winding 16 is "1 / N" times the current value I1 that can be passed through the first stator winding 14. However, the torque is proportional to “current × number of turns”. For this reason, the torque generated in the first stator winding 14 by using the first battery 20 and the torque generated in the second stator winding 16 by using the
これに対し、第1の固定子巻線14に第2のバッテリ22の端子電圧を印加する場合、第1の固定子巻線14に流せる電流値I1´は、以下の式(c3)にて表現される。
On the other hand, when the terminal voltage of the
I1´=(N・Vbatt−Erev)/Z ・・・・(c3)
このため、図3に示すように、第2のバッテリ22を用いることで第2の固定子巻線16に生じるトルクよりも大きいトルクを、第1の固定子巻線14によって生成することができる。図3において、実線は、第1のバッテリ20を用いて第1の固定子巻線14に生じるトルク、および第2のバッテリ22を用いて第2の固定子巻線16に生じるトルクを示す。これに対し、一点鎖線は、第2のバッテリ22を用いて第1の固定子巻線14に生じるトルクを示す。ちなみに、最大トルクTrqmaxは、インバータINV1,INV2等の定格電流によって定まるものである。
I1 ′ = (N · Vbatt−Erev) / Z (c3)
For this reason, as shown in FIG. 3, a torque larger than the torque generated in the second stator winding 16 by using the
このように、本実施形態によれば、電動機10の最大出力を増大させることができる。しかも、インバータINV1,INV2の双方を駆動することで、電動機10の出力をいっそう向上させることができる。さらに、第2の固定子巻線16においてトルクを生成可能な領域にあっては、電動機10のトルクリップルを低減することができる。これは、上述したように、第1の固定子巻線14の各相と第2の固定子巻線16の対応する相との間に位相差が設けられているからである。特に、位相差が「30°」である場合、トルクリップル低減効果が顕著となる。
Thus, according to this embodiment, the maximum output of the
なお、第1のスイッチ手段30を閉状態とするに際して第2のスイッチ手段32を開状態とするのは、第1のバッテリ20に過度に高い電圧が印加されることを回避するためのものである。
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
The reason why the second switch means 32 is opened when the first switch means 30 is closed is to prevent an excessively high voltage from being applied to the first battery 20. is there.
<Other embodiments>
The above embodiment may be modified as follows.
「回転機の運転手法について」
力行運転に限らない。上記実施形態の設定は、回生時における発電効率を向上させる上でも特に優れている。すなわち、同期発電機では、発電電流を定格電流以下とするとの条件下、図4に示すように、回転速度が高くなるに連れ、発電電圧を上げてゆくと発電電力を増大させることができる。したがって、高回転速度領域において、第1の固定子巻線14に第2のバッテリ22の端子電圧を印加することで、図5に示すように、発電電力を増大させることができる。すなわち、回転速度ωが第1の閾値th1よりも小さい場合、第1の固定子巻線14に第1のバッテリ20の端子電圧が印加されるため、発電開始可能回転速度ω1が、第1の固定子巻線14に第2のバッテリ22の端子電圧を常時印加する場合の発電開始回転速度ω2よりも低くなる。そして、回転速度ωが第1の閾値th1に達することで、第1の固定子巻線14に第2のバッテリ22を接続することで、発電電力を電力W1から電力W2に増量することができる。
“Operation method of rotating machine”
Not limited to power running. The setting of the above embodiment is particularly excellent in improving the power generation efficiency during regeneration. That is, in the synchronous generator, the generated power can be increased as the generated voltage is increased as the rotational speed increases as shown in FIG. 4 under the condition that the generated current is lower than the rated current. Therefore, in the high rotation speed region, the generated power can be increased as shown in FIG. 5 by applying the terminal voltage of the
「第1のスイッチ手段(30)について」
第1のインバータINV1の正極側直流母線Lp1と第2のインバータINV2の正極側直流母線Lp2との間を開閉するものに限らない。たとえば、第1のインバータINV1の負極側直流母線Ln1と第2のインバータINV2の負極側直流母線Ln2との間を開閉するものであってもよい。さらに、第1のインバータINV1の正極側直流母線Lp1と第2のインバータINV2の正極側直流母線Lp2との間と、第1のインバータINV1の負極側直流母線Ln1と第2のインバータINV2の負極側直流母線Ln2との間とについて、それらの双方を開閉するものであってもよい。
"About the first switch means (30)"
It is not limited to opening and closing between the positive side DC bus Lp1 of the first inverter INV1 and the positive side DC bus Lp2 of the second inverter INV2. For example, it may open and close between the negative side DC bus Ln1 of the first inverter INV1 and the negative side DC bus Ln2 of the second inverter INV2. Further, between the positive side DC bus Lp1 of the first inverter INV1 and the positive side DC bus Lp2 of the second inverter INV2, the negative side DC bus Ln1 of the first inverter INV1 and the negative side of the second inverter INV2 Both of them may be opened and closed with respect to the DC bus Ln2.
また、第1のスイッチ手段としては、半導体リレーに限らず、たとえば電磁形リレーであってもよい。 The first switch means is not limited to a semiconductor relay, and may be an electromagnetic relay, for example.
「第2のスイッチ手段(32)について」
第1のインバータINV1の正極側直流母線Lp1と第1のバッテリ20の正極端子との間を開閉するものに限らない。たとえば、第1のインバータINV1の負極側直流母線Ln1と第1のバッテリ20の負極端子との間を開閉するものであってもよい。
"Second switch means (32)"
The present invention is not limited to opening and closing between the positive side DC bus Lp1 of the first inverter INV1 and the positive terminal of the first battery 20. For example, it may be configured to open and close between the negative side DC bus Ln1 of the first inverter INV1 and the negative terminal of the first battery 20.
また、第2のスイッチ手段としては、半導体リレーに限らず、たとえば電磁形リレーであってもよい。 The second switch means is not limited to a semiconductor relay, and may be, for example, an electromagnetic relay.
「固定子巻線について」
互いに接続された固定子巻線としては、3相に限らず、たとえば5相等、4相以上であってもよい。また、各相の接続手法としては、スター結線に限らず、デルタ結線であってもよい。
"About stator winding"
The stator windings connected to each other are not limited to three phases, and may be four phases or more, for example, five phases. Further, the connection method of each phase is not limited to the star connection, and may be a delta connection.
また、互いに接続された固定子巻線の対応する相同士の位相差がゼロであってもよい。 Further, the phase difference between corresponding phases of the stator windings connected to each other may be zero.
「回転機について」
電動パワーステアリングに搭載されるものに限らず、たとえば車載主機用の回転機であってもよい。
"About rotating machines"
The rotating machine is not limited to the one mounted on the electric power steering, but may be a rotating machine for in-vehicle main machines, for example.
「操作手段について」
第1のインバータINV1および第2のインバータINV2の双方を駆動するものに限らない。たとえば、先の図3に示した実線のトルクが規定値以下となる回転速度ωにおいて、第2のインバータINV2を停止させてもよい。ただし、この場合、第2の固定子巻線16に生じる逆起電圧によって第2のインバータINV2のダイオードD¥#2を還流電流が流れることで、負荷トルクが生じるおそれがある。このため、この場合には、第2の固定子巻線16と第2のインバータINV2との間を開閉するスイッチ手段をさらに備えておき、これを開状態とすることが望ましい。
"About operation means"
The present invention is not limited to driving both the first inverter INV1 and the second inverter INV2. For example, the second inverter INV2 may be stopped at the rotational speed ω at which the solid line torque shown in FIG. However, in this case, there is a possibility that load torque is generated due to the return current flowing through the diode D ¥ # 2 of the second inverter INV2 due to the counter electromotive voltage generated in the second stator winding 16. For this reason, in this case, it is desirable to further provide switch means for opening and closing between the second stator winding 16 and the second inverter INV2, and to open the switch means.
「第1のインバータINV1,第2のインバータINV2について」
スイッチング素子S¥#1,S¥#2としては、MOS電界効果トランジスタに限らず、たとえばIGBTであってもよい。
“About the first inverter INV1 and the second inverter INV2”
Switching elements S ¥ # 1 and S ¥ # 2 are not limited to MOS field effect transistors, and may be IGBTs, for example.
10…電動機、14…第1の固定子巻線、16…第2の固定子巻線、20…第1のバッテリ、22…第2のバッテリ、INV1…第1のインバータ、INV2…第2のインバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
第2の直流電圧源の電圧を前記第1のインバータおよび前記第2のインバータの双方に印加する第1状態と、前記第2の直流電圧源の電圧を前記第2のインバータのみに印加する第2状態とを切り替えるべく、前記第1のインバータの正極側直流母線(Lp1)および前記第2のインバータの正極側直流母線(Lp2)の間、および前記第1のインバータの負極側直流母線(Ln1)および前記第2のインバータの負極側直流母線(Ln2)の間の少なくとも一方を開閉する第1のスイッチ手段(30)と、
前記第1のスイッチ手段よりも前記第1のインバータ側に備えられて且つ、前記第2の直流電圧源よりも端子電圧が低い第1の直流電圧源の電圧を前記第1のインバータに印加した状態および前記第1の直流電圧源の電圧の印加を遮断した状態の一対の状態について、それらの切り替えを行う第2のスイッチ手段(32)と、
前記回転機の回転速度が低い場合、前記第1のスイッチ手段を開状態として且つ第2のスイッチ手段を閉状態とし、前記回転機の回転速度が高くなることで前記第1のスイッチ手段を閉状態に切替えるとともに前記第2のスイッチ手段を開状態に切替える切替手段(40)と、
を備えることを特徴とする回転機の制御装置。 Control amount of a rotating machine (10) including a first stator winding (14) insulated from each other and a second stator winding (16) having a rated voltage larger than that of the first stator winding. Operating means for operating each of the first inverter (INV1) and the second inverter (INV2) connected to each of the first stator winding and the second stator winding ( 40)
A first state in which the voltage of the second DC voltage source is applied to both the first inverter and the second inverter, and a voltage in which the voltage of the second DC voltage source is applied only to the second inverter. In order to switch between two states, the positive-side DC bus (Lp1) of the first inverter and the positive-side DC bus (Lp2) of the second inverter, and the negative-side DC bus (Ln1) of the first inverter ) And the first switch means (30) for opening and closing at least one of the negative-side DC bus (Ln2) of the second inverter;
A voltage of a first DC voltage source provided on the first inverter side of the first switch means and having a terminal voltage lower than that of the second DC voltage source is applied to the first inverter. A second switch means (32) for switching between a state and a pair of states in which the application of the voltage of the first DC voltage source is cut off;
When the rotation speed of the rotating machine is low, the first switch means is opened and the second switch means is closed, and the rotation speed of the rotating machine is increased to close the first switch means. Switching means (40) for switching to a state and switching the second switch means to an open state;
A control device for a rotating machine.
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