CN105553368A - 旋转电机的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转电机的控制装置(40)适用于电动机(10)，所述电动机(10)包括：具有励磁线圈(11)的转子(12)；以及具有电枢绕组组(10a、10b)的定子(13)，所述旋转电机的控制装置(40)对流过励磁绕组的励磁电流进行控制，所述旋转电机的控制装置(40)对电枢绕组组施加规定的电压，并对励磁电流进行控制以使得励磁电流达到励磁电流最小值(If_min)，所述励磁电流最小值(If_min)使得因转子旋转而产生于电枢绕组组的感应电压的振幅与励磁绕组组的施加电压的振幅之间的偏差为规定值以下。

Description

旋转电机的控制装置及控制方法

技术领域

本公开涉及一种对励磁绕组型旋转电机进行控制的控制技术。

背景技术

近年来，对于汽车的起动器及发电机，使用兼具起动器的功能和发电机的功能的ISG(IntegratedStarterGenerator：集成化混合动力总成)。此外，对于ISG，使用励磁绕组型的交流旋转电机。对于这样的车载旋转电机，要求改善电力效率。例如，在专利文献1中，提出有以改善励磁绕组型交流旋转电机中的电力效率为目的的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4662119号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所记载的技术中，在电动机的转速较慢的情况下，通过增大定子电流和励磁电流来确保发电电力。然后，在专利文献1所记载的技术中，若电动机的转速较快，则通过减小定子电流来削减铜损，通过将励磁电流维持在较大的状态下来确保发电电力。之后，在专利文献1所记载的技术中，若电动机转速变得更快，则通过降低励磁电流来削减铜损，通过增大定子电流来确保发电电力。

这里，在专利文献1所记载的技术中，需要映射数据，所述映射数据将输出转矩和发电电力中的某一个的值、以及转速的值作为输入值，将定子电流及励磁电流作为输出值。因此，在专利文献1所记载的技术中，需要进行庞大的测试，而且，需要用于存储较多数据的存储容量。另外，在专利文献1所记载的技术中，同时对定子电流和励磁电流进行控制。因此，在专利文献1所记载的技术中，定子电流和励磁电流的控制变得复杂。

本公开的目的在于，提供一种利用简单的控制来对电力效率进行改善的励磁绕组型的交流旋转电机中的控制技术。

用于解决技术问题的技术手段

本公开的控制装置适用于旋转电机，所述旋转电机包括：转子，该转子具有励磁绕组；以及定子，该定子具有电枢绕组，所述控制装置对流过励磁绕组的励磁电流进行控制，所述控制装置对电枢绕组施加规定的电压，并对励磁电流进行控制以使得励磁电流成为第一励磁电流，所述第一励磁电流使得因转子旋转而产生于电枢绕组的感应电压的振幅与电枢绕组的施加电压的振幅之间的偏差为规定值以下。

不公开者发现，若感应电压的值与施加电压的值相接近，则流过定子的电枢绕组的相电流的振幅会减小。因此，在本公开的控制装置中，基于该发现，对流过励磁绕组的励磁电流进行控制，使得励磁电压的值与施加电压的值之差为规定值以下。由此，在本公开的控制装置中，流过定子的电枢绕组的相电流的振幅较小，能减小因电流流过电枢绕组而产生的电力损耗。由此，在本公开的控制装置中，能利用简单的控制来对励磁绕组型的交流旋转电机中的电力效率进行改善。

附图说明

图1是本实施方式的电气结构图。

图2是表示dq轴电流的励磁电流特性的图。

图3是表示使施加电压变化的情况下的dq轴电流振幅与励磁电流特性之间的关系的图。

图4是表示使励磁电流变化的情况下的dq轴电流振幅与输出特性之间的关系的图。

图5是表示励磁电流与转矩特性之间的关系的图。

图6是表示dq轴坐标系上的施加电压为一定的情况下的矢量轨迹以及转矩为一定的情况下的矢量轨迹的图。

图7是表示控制装置的功能的功能框图。

图8是表示由d轴电流目标值的设定所引起的响应性及电力效率的变化的图。

图9是表示励磁电流目标值的选择处理的流程图。

图10是表示本实施方式的动作的图。

图11是表示变形例中的d轴电流目标值及励磁电流参照值的设定的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对将本公开的控制装置运用于包括引擎的车辆的情况下的实施方式1进行说明。

如图1所示，电动机10是具有多相多重绕组的绕组励磁型的旋转电机，在本实施方式中，电动机10是具有3相2重绕组的绕组励磁型的同步电动机。此外，在本实施方式中，将综合有起动器及交流发电机(发电机)功能的ISG(IntegratedStarterGenerator：集成化混合动力总成)设想作为电动机10。特别是在本实施方式中，在首次起动引擎20的情况下，电动机10作为起动器而发挥功能。此外，在本实施方式中，在规定的自动停止条件成立的情况下，使引擎20自动停止，之后，在规定的再起动条件成立的情况下，使引擎20自动再起动，即使在执行上述功能(例如“怠速停止功能”等)的情况下，电动机10也作为起动器而发挥功能。

构成电动机10的转子12包括励磁绕组11。另外，转子12具有能与引擎20的曲柄轴20a进行动力传输的结构。在本实施方式中，转子12经由传送带21而与曲柄轴20a相连结。具体而言，转子12经由传送带21而与曲柄轴20a直接连结。

电动机10的定子13上卷绕有两个电枢绕组组(以下称为“第一绕组组10a”和“第二绕组组10b”)。具有转子12相对于第一绕组组10a及第二绕组组10b共通的结构。第一绕组组10a及第二绕组组10b各自的绕组组由具有不同中性点的3相绕组构成。此外，在本实施方式中，构成第一绕组组10a的绕组的匝数N1设定得与构成第二绕组组10b的绕组的匝数N2相等。

电动机10与第一绕组组10a及第二绕组组10b各自的绕组组所对应的两个逆变器(以下称为“第一逆变器INV1”和“第二逆变器INV2”)进行电连接。具体而言，第一绕组组10a与第一逆变器INV1相连接，第二绕组组10b与第二逆变器INV2相连接。第一逆变器INV1及第二逆变器INV2各自的逆变器与共通的直流电源即高压电池22并联连接。高压电池22具有能施加经升压型DCDC转换器23升压后的低压电池24的输出电压的结构。低压电池24(例如“铅蓄电池”等)的输出电压设定得比高压电池22(例如“锂蓄电池”等)的输出电压要低。

第一逆变器INV1包括第一U相高电位侧开关SUp1、第一V相高电位侧开关SVp1、第一W相高电位侧开关SWp1、第一U相低电位侧开关SUn1、第一V相低电位侧开关SVn1以及第一W相低电位侧开关SWn1。另外，第一逆变器INV1包括U、V、W相的每一相都由高电位侧开关和低电位侧开关串联连接而成的3组串联连接体。U、V、W相的上述串联连接体的连接点与第一绕组组10a的U、V、W相的端子相连接。在本实施方式中，使用N沟道MOSFET来作为各高电位侧开关SUp1～SWp1及各低电位侧开关SUn1～SWn1。而且，在各高电位侧开关SUp1～SWp1及各低电位侧开关SUn1～SWn1上，对于各个开关分别反向并联连接有二极管DUp1、DVp1、DWp1、DUn1、DVn1、DWn1。此外，各二极管DUp1～DWp1及DUn1～DWn1也可以是各高电位侧开关SUp1～SWp1及各低电位侧开关SUn1～SWn1的体二极管。另外，作为各开关高电位侧SUp1～SWp1及各低电位侧开关SUn1～SWn1，并不局限于N沟道MOSFET，例如也可以是IGBT。

第二逆变器INV2与第一逆变器INV1相同，包括第二U相高电位侧开关SUp2、第二V相高电位侧开关SVp2、第二W相高电位侧开关SWp2、第二U相低电位侧开关SUn2、第二V相低电位侧开关SVn2以及第二W相低电位侧开关SWn2。另外，第二逆变器INV2包括U、V、W相的每一相都由高电位侧开关和低电位侧开关串联连接而成的3组串联连接体。U、V、W相的上述串联连接体的连接点与第二绕组组10b的U、V、W相的端子相连接。在本实施方式中，使用N沟道MOSFET来作为各高电位侧开关SUp2～SWp2及各低电位侧开关Sun2～SWn2。而且，在各开关高电位侧SUp2～SWp2及各低电位侧开关Sun2～SWn2上，对于各个开关分别反向并联连接有二极管Dup2、DVp2、DWp2、DUn2、DVn2、DWn2。此外，各二极管DUp2～DWp1及DUn1～DWn2也可以是各高电位侧开关SUp2～SWp2及各低电位侧开关SUn2～SWn2的体二极管。另外，作为各高电位侧开关SUp2～SWp2及各低电位侧开关SUn2～SWn2，并不局限于N沟道MOSFET，例如也可以是IGBT。

在第一逆变器INV1及第二逆变器INV2各自的高电位侧的端子(各高电位侧开关SUp1～SWp2的漏极侧的端子)上，连接有高压电池22的正极端子。另一方面，在低电位侧的端子(各低电位侧开关SUn1～SWn2的源极侧的端子)上，连接有高压电池22的负极端子。

采用能由励磁电路36向励磁绕组11施加直流电压的结构。励磁电路36对施加于励磁绕组11的直流电压进行调整，从而对流过励磁绕组11的励磁电流If进行控制。

此外，本实施方式的控制系统包括旋转角传感器30、电压传感器31、励磁电流传感器32以及相电流检测部33等各种传感器。旋转角传感器30是对电动机10的旋转角(电气角θ)进行检测的旋转角检测单元。电压传感器31对第一逆变器INV1及第二逆变器INV2各自的电源电压VIN进行检测。励磁电流传感器32对流过励磁绕组11的励磁电路If进行检测。相电流检测部33对第一绕组组10a的各相电流(流过固定坐标系中的第一绕组组10a的电流)、以及第二绕组组10b的各相电流(流过固定坐标系中的第二绕组组10b的电流)进行检测。此外，作为旋转角传感器30，例如能使用旋转变压器。另外，作为励磁电流传感器32及相电流检测部33，例如能使用包括电流互感器、电阻器的结构。

将上述各种传感器的检测值输入控制装置40。控制装置40包括中央处理装置(CPU)、存储器等，是由CPU来执行存储于存储器的程序的软件处理单元，通过执行程序来实现规定的控制功能。控制装置40进行控制，使得电动机10的控制量接近发出电动机10的控制指令的指令值。因此，控制装置40基于各种传感器的检测值，来生成并输出对第一逆变器INV1及第二逆变器INV2进行操作的操作信号。这里，运行中的电动机10的控制量是输出(传输)至曲柄轴20a的输出转矩T，其指令值是指令转矩T*。另外，再生时的电动机10的控制量是因发电而从电动机10输出的输出电力P(再生时的发电电力)，其指令值是指令电力P*。此外，运行时的电动机10的控制量也可以作为输入到电动机10的输入电力P(运行时的消耗电力)。另外，再生时的电动机10的控制量也可以作为从曲柄轴20输入的输入转矩T(伴随发电的损耗转矩)。

控制装置40通过调整流过励磁绕组11的励磁电路If、以及流过第一绕组组10a和第二绕组组10b的相电流进行调整，来进行使电动机10的输出电力P(控制量)接近指令电力P*(指令值)的控制。这里，转子12的励磁绕组11与定子13的第一绕组组10a及第二绕组组10b(两个励磁绕组组)相比，绕组的匝数较多，电抗值较大，电路的时间常数较大。因此，在对励磁电路If进行调整来进行使电动机10的输出电力P接近指令电力P*的控制的情况下，响应性下降。另外，运行时也同样，在对励磁电路If进行调整来进行使电动机10的输出转矩T接近指令转矩T*的控制的情况下，响应性下降。

因此，本实施方式的控制装置40将分别施加于第一绕组组10a及第二绕组组10b的电压(以下称为“施加电压”)的振幅Va设为一定值，对施加电压的相位δ进行调整。由此，控制装置40在再生时实施使电动机10的输出电力P接近指令电力P*的控制，在运行时实施使电动机10的输出转矩T接近指令转矩T*的控制。

然后，控制装置40除了施加电压的调整以外，还对从励磁电路36输出的励磁电路If进行调整。由此，控制装置40进行以下控制：即，减小因电流流过第一绕组组10a和第二绕组组10b而产生的铜损。此外，在图1中，将操作第一逆变器INV1的各高电位侧开关SUp1～SWp1的信号设为第一操作信号gUp1、gVp1、gWp1来示出。另外，将操作第一逆变器INV1的各低电位侧开关SUn1～SWn1的信号设为第一操作信号gUn1、gVn1、gWn1来示出。此外，在图1中，将操作第二逆变器INV2的各高电位侧开关SUp2～SWp2的信号设为第二操作信号gUp2、gVp2、gWp2来示出。另外，将操作第二逆变器INV2的各低电位侧开关SUn2～SWn2的信号设为第二操作信号gUn2、gVn2、gWn2来示出。另外，上述励磁电路36可以内置于控制装置40，也可以外接于控制装置40。

下面，利用图2～6，对输出电力P、施加电压的振幅Va、施加电压的相位δ、励磁电路If、输入转矩T以及dq轴电流Idq的关系进行说明。此外，在以下说明中，以再生时为前提来进行说明。在以下说明中，将输出电力P改称为输入电力P，将输入转矩T改称为输出转矩T，从而成为运行时的说明，因此，省略关于运行时的说明。

在图2中，示出了在将输出电力P设为规定的指令电力P*(一定值)的条件下将施加电压的振幅Va设为一定值(48[V])时的励磁电流If与dq轴电流Idq之间的关系。在图2(a)和图2(b)中，电动机10的转速不同。这里，将电动机10的角速度ω乘以输入转矩T(P＝T×ω)，以求出输出电力P。另外，dq轴电流Idq是通过对由相电流检测部33所检测出的流过第一绕组组10a及第二绕组组10b的相电流进行坐标转换而获得的电流值。

在图2(a)中，示出了规定的第一转速RS1中的励磁电流If与dq轴电流Idq的电流振幅Ia之间的关系。另外，在图2(b)中，示出了dq轴电流Idq中的q轴电流Iq与d轴电流Id之间的关系。此外，dq轴电流Idq的电流振幅Ia是利用q轴电流Iq的值与d轴电流Id的值的组来表示的矢量的绝对值。这里，当励磁电流If为2[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。另外，当励磁电流If从2[A]减少或增加时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia增加。即，当励磁电流If为2[A]时，因第一绕组组10a及第二绕组组10b中流过相电流而产生的电力损耗为最小值。

在图2(c)中，示出了规定的第二转速RS2(RS2＝2·RS1)中的励磁电流If与dq轴电流Idq的电流振幅Ia之间的关系。另外，在图2(d)中，示出了dq轴电流Idq中的q轴电流Iq与d轴电流Id之间的关系。在输出电力P为一定值的条件下，电动机10的转速从第一转速RS1变为第二转速RS2(转速变为2倍)，从而输入转矩T减半。这里，当励磁电流If为1[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。另外，当励磁电流If从1[A]减少或增加时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia增加。即，当励磁电流If为1[A]时，因第一绕组组10a及第二绕组组10b中流过电流而产生的电力损耗为最小值。

在图3中，示出了在将输出电力P设为规定的指令电力P*(一定值)的条件下施加电压的振幅Va、励磁电流If、电流振幅Ia之间的关系。在图3(a)和图3(b)中，电动机10的转速不同。

在图3(a)中，示出了规定的第一转速RS1中的施加电压的振幅Va、励磁电流If、电流振幅Ia之间的关系。在施加电压的振幅Va为48[V]的情况下，当励磁电流If为2[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。在施加电压的振幅Va为36[V]的情况下，当励磁电流If为1.5[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。在施加电压的振幅Va为24[V]的情况下，当励磁电流If为1[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。此外，在施加电压的振幅Va为12[V]的情况下，当励磁电流If约为1.2[A]以下时，不满足将输出电力P设为一定值的条件

在图3(b)中，示出了第二转速RS2(RS2＝2·RS1)中的施加电压的振幅Va、励磁电流If、电流振幅Ia之间的关系。在施加电压的振幅Va为48[V]的情况下，当励磁电流If为1[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。在施加电压的振幅Va为36[V]的情况下，当励磁电流If为0.75[A]时，dq轴电流Idq的电流振幅Ia为最小值。在施加电压的振幅Va为24V的情况下，当励磁电流If为0.5A时，电流振幅Ia为最小值。此外，在施加电压的振幅Va为12[V]的情况下，当励磁电流If约为1.2[A]以下时，不满足将输出电力P设为一定值的条件

这里，在本实施方式中，施加电压的振幅Va越大，电流振幅Ia的最小值越小。即，在本实施方式的控制装置40中，施加电压的振幅Va较大，且流过最适当的励磁电流If，从而能使dq轴电流Idq的电流振幅Ia变得最小。由此，在控制装置40中，能使因电流流过第一绕组组10a和第二绕组组10b而产生的电力损耗成为最小值。

在图4中，示出了在将施加电压的振幅Va设为一定值(48[V])的条件下、在励磁电流If及施加电压的相位δ发生变更的情况下、励磁电流If、输出电力P、电流振幅Ia之间的关系。在图4(a)和图4(b)中，电动机10的转速不同。

在图4(a)中，示出了规定的第一转速RS1中的励磁电流If、输出电力P、电流振幅Ia之间的关系。在输出电力P约为5000[W]以下的区域内，当励磁电流If为2[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约5000[W]的区域内，当励磁电流If为3[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约8000[W]的区域内，当励磁电流If为4[A]时，电流振幅Ia最小。

在图4(b)中，示出了第二转速RS2(RS2＝2·RS1)中的励磁电流If、输出电力P、电流振幅Ia之间的关系。在输出电力P约为2500[W]以下的区域内，当励磁电流If为1[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约2500[W]的区域内，当励磁电流If为1.5[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约4000[W]的区域内，当励磁电流If为2[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约6000[W]的区域内，当励磁电流If为3[A]时，电流振幅Ia最小。在输出电力P大于约9000[W]的区域内，当励磁电流If为4[A]时，电流振幅Ia最小。

例如，在电动机10的转速为第一转速RS1的情况下(图4(a)的情况)，在输出电力P小于约5000[W]的区域内，将励磁电流If设定为2[A]。在输出电力P约为5000[W]以上且输出电力P小于约8000[W]的区域内，将励磁电流If设定为3[A]。在输出电力P大于约8000[W]的区域内，将励磁电流If设定为4[A]。由此，在本实施方式的控制装置40中，根据输出电力P来设定励磁电流If，从而能使电流振幅Ia变为最小，从而提高输出电力P。此外，也可以根据输出电力P的变化来使励磁电流If连续变化。

另外，本公开者在将施加电压的振幅Va设为一定值(37.5[V])、将电动机10的转速设为一定值(3000[rpm])、将输出电力P设为一定值(500[W])的条件下进行了实验。其结果是，本公开者获得了表示该条件下励磁电流If与输入转矩T之间的关系的实验结果。在图5中，示出了由该实验所获得的励磁电流If与输入转矩T之间的关系。当励磁电流If约为0.75[A]时，输入转矩T最小，当励磁电流If大于或小于约0.75[A]时，对发电没有贡献的无效的输入转矩T较大。

这里，当励磁电流If为0.25[A]时，感应电压的振幅Vb为16.8[V]。当励磁电流If为0.5[A]时，感应电压的振幅Vb为27.9[V]。当励磁电流If为0.75[A]时，感应电压的振幅Vb为36.7[V]。当励磁电流If为1[A]时，感应电压的振幅Vb为42.1[V]。当励磁电流If为1.25[A]时，感应电压的振幅Vb为52.1[V]。即，在本实验中，当感应电压的振幅Vb和施加电压的振幅Va在规定的误差范围内一致时(例如“Va＝37.5[V]，Vb＝36.7[V]”时)，获得了满足指令电力P*的输入转矩T为最小值这一结果。

基于以上的特性，本实施方式的控制装置40将施加电压的振幅Va设定为最大值。即，控制装置40将施加电压的振幅Va设定为升压型DCDC转换器23的输出电压的最大值(48[V])。这样，在控制装置40中，将施加电压的振幅Va设定为最大值，从而能减小因相电流流过第一绕组组10a和第二绕组组10b而产生的铜损。另外，控制装置40对施加电压的相位δ进行调整，从而对电动机10的输出电力P和输出转矩T进行控制。具体而言，在再生时实施使电动机10的输出电力P接近指令电力P*的控制，在运行时实施使电动机10的输出转矩T接近指令转矩T*的控制。进而，控制装置40对励磁电流If进行设定，使得感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va一致。

在图6中，示出了在将施加电压的振幅Va设定为最大值(48[V])、并对励磁电流If进行设定以使得感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va一致的条件下q轴电流Iq与d轴电流Id之间的关系。具体而言，在图6中，示出了通过将dq轴坐标系中的q轴电流Iq与d轴电流Id进行组合来表示的电流矢量的圆弧状的轨迹(以下称为“电压限制圆”)。另外，在图6中，示出了通过将指令电力P*为一定的情况下的dq轴坐标系中的q轴电流Iq与d轴电流Id进行组合来表示的电流矢量的直线状的轨迹(以下称为“直线状的电流矢量轨迹”)。在图6中，指令电力P*一定时的直线状的电流矢量轨迹与电压限制圆之间的交点表示满足施加电压的振幅Va及指令电力P*的q轴电流Iq与d轴电流Id的组合。

在图6(a)中，示出了在电动机10的转速为第一转速RS1的情况下指令电力P*一定时直线状的电流矢量轨迹与电压限制圆之间的关系。在图6(a)所示的条件下，励磁电流If设定为2[A]。另外，在图6(b)中，示出了在电动机10的转速为第二转速RS2(RS2＝2·RS1)的情况下指令电力P*一定时直线状的电流矢量轨迹与电压限制圆之间的关系。在图6(b)所示的条件下，励磁电流If设定为1[A]。

若将图6(b)与图6(a)相比较，则电动机10的转速为2倍，励磁电流If减半。因此，在规定误差范围内值相同的q轴电流Iq下，能输出相同的电力。另外，转速为2倍，从而在电压限制圆中，图6(b)所示的半径比图6(a)所示的半径要减半。

利用式(1)来求出d轴电流Id。

Id＝{-φ(If)+√{(Va/ω)＾2-(Lq·Iq)＾2}}/Ld···(1)

式中的φ(If)是由励磁电流If所产生的交链磁通，ω是电动机10的角速度，Lq是q轴电感，Ld是d轴电感。另外，若将d轴电流和q轴电流Iq设为0(Id＝Iq＝0)，则上述式(1)成为式(2)

ω·φ(If)＝Va···(2)

另外，如式(3)所示，感应电压的振幅Vb与施加电压Va相等。

ω·φ(If)＝ω·Lf·If···(3)

此外，式中的Lf是励磁绕组11的电感。即，在感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va相等的情况下，电压限制圆的右端与dq轴坐标的原点重合。

在电压限制圆的右端与dq轴坐标的原点((Id，Iq)＝(0，0))重合的情况下，指令电力P*一定时的直线状的电流矢量轨迹与电压限制圆的交点也接近原点。另外，交点处的d轴电流Id约为0。因此，在本实施方式中，对励磁电流If进行控制，使其接近感应电压的振幅Vb与感应电压施加电压的振幅Va之间的偏差为规定值以下时的电流值，从而能减小dq轴电流Idq的电流振幅Ia。在本实施方式中，对励磁电流If进行控制，使得电流值成为感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va在规定误差范围内一致时的励磁电流最小值If_min(第一励磁电流)。

然而，在励磁电流If成为励磁电流最小值If_min后励磁电流If的值保持一定的情况下，利用与电压限制圆的顶点相对应的q轴电流Iq的值来对输出电力P的最大值进行限制。因此，本实施方式的控制装置40在指令电力P*比规定值要大的情况下，或者在指令转矩T*比规定值要大的情况下，对励磁电流If进行控制，使得电流值成为比励磁电流最小值If_min要大的值。这样，将励磁电流If控制为励磁电流最小值If_min以上的值，从而电压限制圆与dq轴坐标系的d轴的交点(电压限制圆的右端)处的d轴电流Id为0以下。具体而言，在控制装置40中，基于d轴电流Id，来计算励磁电流参照值If_c(第二励磁电流)。进而，在控制装置40中，对规定的d轴电流目标值Id*(目标电流)进行设定。在控制装置40中，对值因指令电力P*的增加或指令转矩T*的增加而增加的d轴电流Id的绝对值是否超过所设定的d轴电流目标值Id*的绝对值进行判定。其结果是，在控制装置40中，在d轴电流Id的绝对值超过d轴电流目标值Id*的绝对值的情况下，对励磁电流If进行控制，使得电流值成为励磁电流参照值If_c。

在图7中，示出了表示本实施方式的控制装置40所具有的功能的功能框图。将指令转矩T*输入控制装置40。控制装置40进行使电动机10的转矩T接近所输入的指令转矩T*的控制。

再生时，将满足指令电力P*的指令转矩T*以及输入转矩T的推测值输入偏差计算单元41。偏差计算单元41对所输入的指令转矩T*与输入转矩T的推测值之间的偏差进行计算。另外，运行时，将满足指令电力P*的指令转矩T*以及输出转矩T的推测值输入偏差计算单元41。偏差计算单元41对所输入的指令转矩T*与输出转矩T的推测值之间的偏差进行计算。这里，利用转矩推测值计算单元42来对转矩T的推测值进行计算。转矩推测值计算单元42基于流过定子13的d轴电流Id及q轴电流Iq的检测值(相电流检测部33的检测值)、励磁电流If的检测值(励磁电流传感器32的检测值)、以及电动机10的转速，来对转矩T的推测值进行计算。

将指令转矩T*与转矩T的推测值之间的偏差输入PID控制单元43(此外，“DIP”是“ProportionalIntegralDerivative：比例-积分-微分控制”)。PID控制单元43对所输入的偏差进行PDI控制，输出执行结果。PID控制单元43的输出值相当于电压相位指令值δ*。将电压相位指令值δ*输入相位限制单元(限幅器)44。相位限制单元44对所输入的电压相位指令值δ*的上限值及下限值进行限制。将上限及下限受到限制的电压相位指令值δ*输入调制器45。调制器45对第一逆变器INV1及第二逆变器INV2进行控制，使得从第一逆变器INV1及第二逆变器INV2所输出的电压相位δ(施加电压与相电流之间的相位差)成为电压相位指令值δ*。具体而言，调制器45输出对第一逆变器INV1的各高电位侧开关SUp2～SWp1进行操作的第一操作信号gUp1～gWp1，使得电压相位δ成为电压相位指令值δ*。另外，调制器45输出对第一逆变器INV1的各低电位侧开关SUn1～SWn1进行操作的第一操作信号gUn1～gWn1。另外，调制器45输出对第二逆变器INV2的各高电位侧开关SUp2～SWp2进行操作的第二操作信号gUp2～gWp2。另外，调制器45输出对第二逆变器INV2的各低电位侧开关SUn2～SWn2进行操作的第二操作信号gUn2～gWn2。即，在本实施方式的控制装置40中，进行PID控制，使得将指令转矩T*与转矩T之间的偏差设为输入值，将电压相位δ设为第一逆变器INV1及第二逆变器INV2的操作量，使指令转矩T*与转矩T之间的偏差减小。另外，在控制装置40中，根据输出转矩T来对PID控制单元43的增益进行设定。具体而言，在控制装置40中，在值的变动较大的输出转矩T的区域、或值的变动较大的输出电力P的区域内，将PID控制单元43的增益设定得较大。由此，在控制装置40中，能提高对输出转矩T的值后输出电力P的值的变动的响应性。

将d轴电流的检测值Id和d轴电流目标值Id*输入偏差计算单元46。偏差计算单元46对所输入的d轴电流的检测值Id与d轴电流目标值Id*之间的偏差进行计算。目标值设定单元47对d轴电流目标值Id*进行设定。此外，后文将对利用目标值设定单元47来对d轴电流目标值Id*进行设定的方法进行描述。将d轴电流的检测值Id与d轴电流目标值Id*之间的偏差输入PID控制单元48。PID控制单元48对所输入的偏差进行PDI控制，输出执行结果。PID控制单元48的输出值相当于励磁电流参照值If_c。将励磁电流参照值If_c及励磁电流最小值If_min输入目标值选择单元49。目标值选择单元49选择输入值的某一个值来作为励磁电流目标值If*。此外，后文将对由目标值选择单元49来选择励磁电流目标值If*的方法进行描述。最小值设定单元50利用以电动机10的转速及转矩T为输入值的映射数据，来对励磁电流最小值If_min进行设定，使得感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va一致。

将励磁电流目标值If*及励磁电流的检测值If输入偏差计算单元51。偏差计算单元51对所输入的励磁电流目标值If*与励磁电流的检测值If之间的偏差进行计算。将励磁电流目标值If*与励磁电流的检测值If之间的偏差输入PID控制单元52。PID控制单元52对所输入的偏差进行PDI控制，输出执行结果。PID控制单元52的输出值相当于励磁电压指令值Vf*。将励磁电压指令值Vf*输入励磁电路36。

这里，利用图8来对由目标值设定单元47对d轴电流目标值Id*进行设定的方法进行说明。在图8(a)中，示出了将d轴电流目标值Id*靠近电压限制圆的中心(顶点侧)进行设定的情况下的电压限制圆。另外，在图8(b)中，示出了将d轴电流目标值Id*靠近电压限制圆的右端(q轴侧)进行设定的情况下的电压限制圆。这里，在图8中，在电压限制圆上，对d轴电流目标值Id*进行设定，使得电流矢量位于比q轴电流Iq成为最大的顶点侧要更靠dq轴坐标系的q轴一侧。

将图8(a)中的励磁电流If设定得比图8(b)中的励磁电流If要小。将励磁电流If设定得越大，电压限制圆越是从dq轴坐标系的q轴向负方向远离。

另外，图8(a)中的转矩T与图8(b)中的转矩T相同。另一方面，图8(a)中的励磁电流If比图8(b)中的励磁电流If要小。转矩T与q轴电流Iq及励磁电流If成正比。因此，为了实现相同的转矩T，图8(a)中的q轴电流Iq比图8(b)中的q轴电流Iq要大。

在图8(a)所示的示例中，将d轴电流目标值Id*靠近电压限制圆的中心(顶点侧)进行设定，从而能增大q轴电流Iq，能以较小的励磁电流If来实现规定的转矩T。在图8(a)所示的示例中，设定较小的励磁电流If，从而能抑制对转矩T的贡献率较低的d轴电流Id，提高电力效率。另一方面，转矩T的当前值与转矩T的最大值(最大转矩)之差(q轴电流Iq的当前值与q轴电流Iq的最大值之差)较小。因此，为了使转矩T接近指令转矩T*，需要使励磁电流If增加。另外，与相电流相比，励磁电流If对转矩T的变化的响应性较低。因此，转矩T的响应性下降。

在图8(b)所示的示例中，将d轴电流目标值Id*靠近电压限制圆的右端(q轴侧)进行设定，从而q轴电流Iq较小，为了实现规定的转矩T而将励磁电流If设定得较大。在图8(b)所示的示例中，设定较大的励磁电流If，从而q轴电流Iq的变化所导致的转矩T的变化较大，转矩T的当前值与转矩T的最大值(最大转矩)之差较大。由此，在图8(b)所示的示例中，对转矩T的变化的响应性提高。另一方面，对转矩T的贡献率较低的d轴电流Id较大。因此，电力效率降低。

因此，在本实施方式的设定方法中，在重视提高电力效率的情况下，与重视对指令转矩T*的变动的响应性的情况相比，对d轴电流目标值Id*进行设定，使得电流矢量位于电压限制圆的顶点侧。电压限制圆的右端处的d轴电流Id的大小Idr用式(4)来表示。

Idr＝(-Lf·If+Va/ω)/Ld···(4)

另外，电压限制圆的中心处的d轴电流Id的大小Idc用式(5)来表示。

Idc＝-Lf·If/Ld···(5)

即，在本实施方式中，若获取上述式(4)及式(5)的计算所使用的各种参数值，则能对电压限制圆的右端及中心处的d轴电流Id的大小Idr、Idc进行计算。具体而言，在本实施方式中，若获取d轴电感Ld、励磁绕组11的电感Lf、励磁电流If、施加电压的振幅Va以及电动机10的角速度ω，则能对电压限制圆的右端及中心处的d轴电流Id的大小Idr、Idc进行计算。

目标值设定单元47利用基于电压限制圆的右端及中心处的d轴电流Id的大小Idr、Idc的式(6)，来对d轴电流目标值Id*进行设定。

Id＊＝α×(-Lf·If/Ld)+(1-α)×{(-Lf·If+Va/ω)/Ld}···(6)

例如，若将α设为0，则d轴电流目标值Id*与电压限制圆的右端重合。另外，若将α设为1，则d轴电流目标值Id*与电压限制圆的顶点重合。另外，若将α设为0.5，则d轴电流目标值Id*与电压限制圆的右端和电压限制圆的顶点之间的中点重合。即，在重视电力效率的提高的情况下，在dq轴坐标系中，将α设定为比0.5要大的值，使得位于比电压限制圆的顶点要更靠q轴一侧，并位于d轴范围内的比中央要更靠顶点一侧。另外，在重视输出转矩T的响应性及输出电力P的响应性的情况下，在dq轴坐标系中，将α设定为0.5以下的值，使得位于比电压限制圆的顶点要更靠q轴一侧，并位于d轴范围内的比中央要更靠右端一侧。

接着，利用图9，对由目标值选择单元49来选择励磁电流目标值If*的方法进行说明。

本实施方式的目标值选择单元49对是否选择励磁电流最小值If_min来作为励磁电流目标值If*进行判定(S01)。目标值选择单元49在选择励磁电流最小值If_min来作为励磁电流目标值If*的情况下(S01：是)，对d轴电流Id的绝对值|Id|是否超过d轴电流目标值Id*的绝对值|Id*|进行判定(S02)。目标值选择单元49在d轴电流Id的绝对值|Id|超过d轴电流目标值Id*的绝对值|Id*|的情况下(S02：是)，基于d轴电流Id与d轴电流目标值Id*之间的偏差，来对励磁电流参照值If_c进行计算(S03)。然后，目标值选择单元49选择励磁电流参照值If_c来作为励磁电流目标值If*(S04)，并结束处理。另外，在步骤S02中，目标值选择单元49在d轴电流Id的绝对值|Id|为d轴电流目标值Id*的绝对值|Id*|以下的情况下(S02：否)，不不执行步骤S03、S04的处理而直接结束处理。

另一方面，目标值选择单元49在不选择励磁电流最小值If_min来作为励磁电流目标值If*的情况下(S01：否)，对电压限制圆的右端处的d轴电流Id的大小Idr是否为0以上进行判定(S05)。目标值选择单元49在电压限制圆的右端处的d轴电流Id的大小Idr为0以上的情况下(S05：是)，对感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va相一致的励磁电流最小值If_min进行计算(S06)。此时，目标值选择单元49利用以电动机10的转速及输出电力P为输入值的映射数据、或以电动机10的转速及输出转矩T为输入值的映射数据，来对励磁电流最小值If_min进行计算。目标值选择单元49选择励磁电流最小值If_min来作为励磁电流目标值If*(S07)，并结束处理。另外，在步骤S05中，在电压限制圆的右端处的d轴电流Id的大小Idr小于0的情况下(S05：否)，目标值选择单元49不执行步骤S06、S07而直接结束处理。

此外，在步骤S02中，目标值选择单元49对d轴电流Id的绝对值|Id|是否超过d轴电流目标值Id*的绝对值|Id*|进行判定，但判定方法并不局限于此。例如，在步骤S02中，目标值选择单元49对d轴电流Id的绝对值|Id|是否超过从d轴电流目标值Id*的绝对值|Id*|中减去允许值ΔI而得的值|Id*-ΔI|进行判定。在这种情况下，目标值选择单元49在d轴电流Id的绝对值|Id|超过值|Id*-ΔI|的情况下，选择励磁电流参照值If_c来作为励磁电流目标值If*。在本实施方式的控制装置40中，通过进行这样的处理，能提高输出电力P及输出转矩T的响应性。

在图10中，示出了指令转矩T*从规定值T1变化为规定值T2的情况下dq轴电流Idq的变化、以及励磁电流目标值If*的变化。

在图10(b)的时刻t1，指令转矩T*从规定值T1开始上升。如图10(a)所示，由于指令转矩T*的上升，q轴电流Iq开始增加，d轴电流Id的绝对值|Id|也开始增加(参照图10(c)的状态)。

在图10(a)的时刻t2，d轴电流Id达到d轴电流目标值Id*。由此，如图10(b)所示，励磁电流参照值If_c变得比励磁电流最小值If_min要大，励磁电流目标值If*开始增加(图10(d)的状态)。

在图10(a)的时刻t3，由于励磁电流目标值If*增加，在经过相当于励磁电路36的时间常数的时间后，励磁电流If开始增加。因此，用于使转矩T接近指令转矩T*的q轴电流Iq开始减小，d轴电流Id的绝对值|Id|也开始减小(图10(e)的状态)。

在图10(b)的时刻t4，指令转矩T*达到规定值T2。由此，q轴电流Iq、d轴电流Id以及励磁电流If的变化停止(图10(f)的状态)。

以下，对本实施方式的效果进行描述。

本公开者发现，若感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va相接近，则相电流(dq轴电流Idq)的电流振幅Ia最小。因此，在本实施方式的控制装置40中，基于该发现来对励磁电流If进行控制，使得感应电压的振幅Vb与施加电压的振幅Va之差为规定值以下。由此，在本实施方式的控制装置40中，电流振幅Ia较小，能降低因流过相电流而产生的电力损耗(铜损)。由此，在本实施方式的控制装置40中，能利用简单的控制来对电动机10中的电力效率进行改善。

具体而言，在本实施方式的控制装置40中，进行控制，使得励磁电流If接近电压限制圆与dq轴坐标系的d轴的交点处的d轴电流Id的值为0时的励磁电流最小值If_min。另外，在控制装置40中，进行控制，使得励磁电流If的值接近电压限制圆与dq轴坐标系的d轴的交点处的d轴电流Id的值为0以下时的励磁电流参照值If_c。

在将励磁电流If设为励磁电流最小值If_min后将励磁电流If的值设为一定的情况下，对与第一绕组组10a和第二绕组组10b交链的交链磁通(φ(If))的大小进行固定。这里，根据流过第一绕组组10a及第二绕组组10b的电流以及交链磁通来决定电动机10的输出转矩T及输出电力P。因此，若交链磁通的大小受到限制，则输出转矩T及输出电力P的最大值受到限制。因此，在本实施方式的控制装置40中，采用以下结构：即，在输出转矩T的指令值即指令转矩T*大于规定值的情况下，或者在输出电力P的指令值即指令电力P*大于规定值的情况下，将比励磁电流最小值If_min要大的励磁电流参照值If_c设定作为励磁电流If。由此，在本实施方式的控制装置40中，能抑制电力损耗，防止输出转矩T及输出电力P的最大值受到限制。

因流过相电流而产生的电力损耗会随着d轴电流Id的增加而增大。因此，在本实施方式的控制装置40中，采用了基于d轴电流Id来对励磁电流参照值If_c的大小进行设定的结构。由此，在本实施方式的控制装置40中，能抑制d轴电流Id的增加所引起的电力损耗。

d轴电流Id的值会随着输出转矩T、输出电力P的增加而增加。因此，在本实施方式的控制装置40中采用了以下结构：即，对d轴电流目标值Id*进行设定，在d轴电流Id的检测值超过所设定的d轴电流目标值Id*的情况下，选择励磁电流参照值If_c来作为励磁电流目标值If*。由此，在本实施方式的控制装置40中，能一边使输出转矩T接近指令转矩T*，一边对电流振幅Ia较大的情况进行抑制。或者，在控制装置40中，能一边使输出电力P接近指令电力P*，一边对电流振幅Ia较大的情况进行抑制。

在本实施方式的控制装置40中，采用了以下结构：即，将d轴电流目标值Id*设定于比电压限制圆的顶点要更靠dq轴坐标系的q轴一侧。由此，在本实施方式中，输出转矩T或输出电力P设为一定值的电流矢量轨迹与电压限制圆的交点接近dq轴坐标的原点(交点与原点之间的距离较短)。即，在本实施方式的控制装置40中，能抑制相电流的电流振幅Ia较大的情况。

输出转矩T及输出电力P会根据q轴电流Iq而变化。因此，在本实施方式的控制装置40中，在重视电力效率的提高的情况下，与重视对指令转矩T*的变动或指令电力P*的变动的响应性的情况相比，对d轴电流目标值Id*进行设定，使得q轴电流Iq相对于d轴电流Id的变化在电压限制圆上变得较大。

具体而言，在本实施方式的控制装置40中，在重视电力效率的提高的情况下，在电压限制圆上，将d轴电流目标值Id*从顶点与右端之间中点向顶点侧进行设定。由此，在本实施方式中，q轴电流Iq的值较大，励磁电流If的值较小。其结果是，在本实施方式的控制装置40中，通过减小励磁电流If的值，能减小dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia，提高电力效率。

另外，在本实施方式的控制装置40中，在重视对指令转矩T*的变动或指令电力P*的变动的响应性的情况下，在电压限制圆上，将d轴电流目标值Id*从顶点与右端之间的中点向dq轴坐标系的q轴侧进行设定。由此，在本实施方式中，q轴电流Iq相对于d轴电流Id的变化较大。

在本实施方式的控制装置40中，采用以下结构：即，将施加电压的振幅Va设为一定，对施加电压的相位δ进行调整，从而对输出转矩T及输出电力P进行控制。由此，在本实施方式的控制装置40中，能简化对流过定子13的相电流(定子电流)及流过励磁绕组11的励磁电流If的控制。另外，在本实施方式中，例如将施加电压的值(升压型DCDC转换器23、第一逆变器INV1、以及第二逆变器INV2的占空比)设为最大值，从而能降低相电流(dq轴电流Idq)的电流振幅Ia。其结果是，在本实施方式的控制装置40中，能提高电力效率。

(其它实施方式)

·在上述实施方式中，采用了以下结构：对励磁电流目标值If*进行设定，使得施加电压的振幅Va与感应电压的振幅Vb之间的偏差成为0。在其它实施方式中，也可以对该结构进行变更而采用了以下结构：对励磁电流目标值If*进行设定，使得施加电压的振幅Va与感应电压的振幅Vb之间的偏差成为规定值以下。

·在其它实施方式中，也可以进行将励磁电流目标值If*始终设为励磁电流最小值If_min的控制。在进行这样的控制的情况下，输出电力P及输出转矩T的最大值较小，另一方面，能提高电力效率。

·在其它实施方式中，也可以基于指令转矩T*与转矩T之间的偏差来对励磁电流参照值If_c进行设定。

·在上述实施方式中，采用将施加电压的振幅Va设为最大值、然后将振幅Va的值设为一定的结构，但在其它实施方式中，也可以对该结构进行变更。

·在上述实施方式中，控制装置也可以是输入指令电力P*并进行使电动机10的输入电力P接近指令电力P*的控制的装置。在这样的控制装置的情况下，进行PID控制，使得将指令电力P*与输入电力P之间的偏差设为输入值，将电压相位δ设为第一逆变器INV1及第二逆变器INV2的操作量，使指令电力P*与输出电力P之间的偏差减小。

·进而，上述实施方式也可以如以下那样进行变更。

在本变形的控制装置40中，采用以下结构：对d轴电流目标值Id*进行设定，使得dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia不超过上限值即电流振幅上限值IaMAX。此时，将电流振幅上限值IaMAX设定为从第一逆变器INV1及第二逆变器INV2对第一绕组组10a及第二绕组组10b所输入输出的的电流的振幅的最大值。由此，在本变形例的控制装置40中，过剩的电流流过第一逆变器INV1与第一绕组组10a之间，从而能对各高电位侧开关SUp1～SWp1及各低电位侧开关SUn1～SWn1等产生损伤的情况进行抑制。另外，在上述实施方式的控制装置40中，过剩的电流流过第二逆变器INV2与第二绕组组10b之间，从而能对各高电位侧开关SUp2～SWp2及各低电位侧开关SUn2～SWn2等产生损伤的情况进行抑制。

此外，在本变形例的控制装置40中，采用以下结构：基于设定为dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia不超过振幅上限值IaMAX的d轴电流目标值Id*，来对励磁电流目标值If*进行设定，使得转矩T(或电力P)最大。此外，转矩T如图10所示，能表示为式(7)。

T＝Lf·If·Iq···(7)

由此，在本变形例的控制装置40中，能进行控制，使得dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia不超过振幅上限值IaMAX，从而使转矩T(或电力P)最大化。

具体而言，在本变形例的控制装置40中，在振幅上限值IaMAX与d轴电流目标值Id*之间的偏差为规定值以下的情况下(d轴电流目标值Id*接近振幅上限值IaMAX的情况下)，将dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia设为振幅上限值IaMAX。此外，在上述实施方式的控制装置40中，在上述情况下，使励磁电流参照值If_c减小，使得电流矢量的相位减小。由此，在上述实施方式的控制装置40中，对励磁电流参照值If_c进行设定，使得转矩T(或电力P)最大。此外，在本变形例的控制装置40中，在用d轴电流Id与q轴电流Iq的组合来表示的电流矢量到达电压限制圆的顶点之前，使励磁电流参照值If_c减小。由此，在本变形例的控制装置40中，能对励磁电流目标值If*进行设定，使得转矩T(或电力P)最大。

在图11中，示出了本变形例中的d轴电流目标值Id*及励磁电流参照值If_c的设定例。在本变形例的控制装置40中，在d轴电流目标值Id*增加从而接近振幅上限值IaMAX的情况下，对d轴电流目标值Id*进行设定，使得dq轴电流Idq(相电流)的电流振幅Ia成为振幅上限值IaMAX(图11所示的虚线)。此外，在本变形例的控制装置40中，使励磁电流参照值If_c减小，从而使电压限制圆向dq轴坐标系的q轴一侧移动。在本变形例的控制装置40中，励磁电流If减小，另一方面，q轴电流Iq增加，从而转矩T增加。而且，在本变形例的控制装置40中，在用d轴电流Id与q轴电流Iq的组合来表示的电流矢量到达电压限制圆的顶点之前，进行调整以使得励磁电流If下降(图11所示的实线)。由此，在本变形例的控制装置40中，能使转矩T最大。

标号说明

10电动机

10a第一绕组组

10b第二绕组组

11励磁绕组

12转子

13定子

INV1、INV2逆变器

40控制装置

Claims (18)

1.一种旋转电机的控制装置(40)，所述旋转电机的控制装置(40)适用于旋转电机(10)，所述旋转电机(10)包括：转子(12)，该转子(12)具有励磁绕组(11)；以及定子(13)，该定子(13)具有电枢绕组(10a、10b)，所述旋转电机的控制装置(40)对流过所述励磁绕组的励磁电流进行控制，所述旋转电机的控制装置(40)的特征在于，

对所述电枢绕组施加规定的电压，

对所述励磁电流进行控制以使得所述励磁电流成为第一励磁电流，所述第一励磁电流使得因所述转子旋转而产生于所述电枢绕组的感应电压的振幅与所述电枢绕组的施加电压的振幅之间的偏差为规定值以下。

2.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述励磁电流进行控制，使得在dq轴坐标系中，在用由d轴电流及q轴电流组合而成的电流矢量来表示流过所述电枢绕组的电流的情况下，将所述施加电压的振幅设为一定值的所述电流矢量的圆弧状轨迹即电压限制圆与所述dq轴坐标系的d轴的交点处的d轴电流为0以下。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述励磁电流进行控制，使得在所述旋转电机的输入输出转矩或输入输出电力的指令值大于规定值的情况下，所述励磁电流成为电流值比所述第一励磁电流要大的第二励磁电流。

4.如权利要求3所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

基于流过所述电枢绕组的d轴电流，来对所述第二励磁电流进行计算。

5.如权利要求4所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

在dq轴坐标系中，在用由d轴电流及q轴电流组合而成的电流矢量来表示流过所述电枢绕组的电流的情况下，在将所述施加电压的振幅设为一定值的所述电流矢量的圆弧状轨迹即电压限制圆上，对所述d轴电流的目标值即目标电流进行设定，

对所述励磁电流进行控制，使得在所述d轴电流的检测值的绝对值超过所述目标电流的绝对值的情况下，电流值成为所述第二励磁电流。

6.如权利要求5所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述目标电流进行设定，使得在所述电压限制圆上，所述电流矢量位于比流过所述电枢绕组的q轴电流成为最大的顶点要更靠q轴的一侧。

7.如权利要求6所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述目标电流进行设定，使得在重视电力效率的情况下，与重视对所述输入输出转矩或所述输入输出电力的指令值的变化的响应性的情况相比，所述电流矢量位于所述电压限制圆的所述顶点的一侧。

8.如权利要求7所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述目标电流进行设定，使得在重视所述电力效率的情况下，所述电流矢量位于比所述电压限制圆的所述顶点要更靠q轴一侧，并位于比d轴上的范围的中央要更靠所述顶点一侧。

9.如权利要求7或8所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述目标电流进行设定，使得在重视所述响应性的情况下，所述电流矢量位于比所述电压限制圆上的所述顶点要更靠q轴一侧，并位于比d轴上的范围的中央要更靠所述q轴一侧。

10.如权利要求4至8的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

在dq轴坐标系中，在用由d轴电流及q轴电流组合而成的电流矢量来表示流过所述电枢绕组的电流的情况下，在将所述施加电压的振幅设为一定值的所述电流矢量的圆弧状轨迹即电压限制圆上，对所述d轴电流的目标值即目标电流进行设定，

在所述旋转电机上，连接有对所述电枢绕组进行电力输入输出的逆变器(INV1、INV2)，

将作为流过所述电枢绕组的电流的振幅即电流振幅的上限值的振幅上限值设定为能从所述逆变器对所述电枢绕组进行输入输出的电流的振幅的最大值，

对所述目标电流进行设定，使得所述电流振幅不超过所述振幅上限值。

11.如权利要求10所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

基于以使得所述电流振幅不超过所述振幅上限值的方式来进行设定的所述目标电流，来对所述第二励磁电流进行设定，使得所述输入输出转矩或所述输入输出电力达到最大。

12.如权利要求11所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

对所述第二励磁电流进行设定，使得在所述振幅上限值与所述目标电流之间的偏差为规定值以下的情况下，使所述第二励磁电流减小，以使得所述电流振幅成为所述振幅上限值，并使得所述电流矢量的相位减小，从而所述输入输出转矩或所述输入输出电力达到最大。

13.如权利要求12所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

在所述电压限制圆上，使所述第二励磁电流减小，直至所述电流矢量到达流过所述电枢绕组的q轴电流成为最大的顶点处。

14.如权利要求11至13的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述施加电压的振幅一定，

通过调整所述施加电压的相位，来对所述旋转电机的输入输出转矩或输入输出电力进行控制。

15.如权利要求14所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

将所述输入输出转矩的值与所述输入输出转矩的指令值之间的偏差设为输入值，将所述施加电压的相位设为所述逆变器的操作量，进行PID控制，使得所述偏差减小。

16.如权利要求14所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

将所述输入输出电力的值与所述输入输出电力的指令值之间的偏差设为输入值，将所述施加电压的相位设为所述逆变器的操作量，进行PID控制，使得所述偏差减小。

17.如权利要求15或16所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

基于所述输入输出转矩或所述输入输出电力的指令值，来对所述PID控制中的增益进行设定。

18.一种旋转电机的控制方法，所述旋转电机的控制方法适用于旋转电机(10)，所述旋转电机(10)包括：转子(12)，该转子(12)具有励磁绕组(11)；以及定子(13)，该定子(13)具有电枢绕组(10a、10b)，所述旋转电机的控制方法对流过所述励磁绕组的励磁电流进行控制，所述旋转电机的控制方法的特征在于，

对所述电枢绕组施加规定的电压，

对所述励磁电流进行控制以使得所述励磁电流成为第一励磁电流，所述第一励磁电流使得因所述转子旋转而产生于所述电枢绕组的感应电压的振幅与所述电枢绕组的施加电压的振幅之间的偏差为规定值以下。