DE102014206518A1

DE102014206518A1 - Leistungsumwandlungsgerat

Info

Publication number: DE102014206518A1
Application number: DE201410206518
Authority: DE
Inventors: Seiji Iyasu; Shinji Ando; Hideji Yoshida; Akira Kato
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-10-09
Also published as: JP2014204574A; JP5846151B2

Abstract

Ein Leistungsumwandlungsgerät weist eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, eine erste Umrichterschaltung, die zwischen einer ersten Batterie und einer ersten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist, einen zweiten Umrichter, der zwischen einer zweiten Batterie und einer zweiten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist, eine Neutralpunktschaltung, die Neutralpunkte der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen verbindet, und eine Steuerungseinrichtung auf, die eine Schaltansteuerung für einen Teil von in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen enthaltenen Schaltelementen durchführt und die Elektrizität zu einem Teil der Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen leitet, um elektrische Leistung zwischen den ersten und zweiten Batterien unter Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine als eine Drosselspule zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung weist einen Bestimmungsabschnitt, der die Größe der zwischen den ersten und zweiten Batterien übertragenen elektrischen Leistung bestimmt, und einen Schaltsteuerungsabschnitt auf, der die Anzahl der Phasenwicklungen ändert, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden.

Description

HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsumwandlungsgerät, das Wicklungen einer rotierenden elektrischen Maschine verwendet.
(Stand der Technik)
Die JP-A-2008-306914 offenbart ein Leistungsumwandlungsgerät, das Wicklungen einer dreiphasigen rotierenden elektrischen Maschine verwendet. Dieses Gerät steuert eine Nullphasenspannung, das heißt, eine Neutralpunktspannung der rotierenden elektrischen Maschine durch Verwendung eines Umrichters, der aus einer mit einer Dreiphasen-Wicklung verbundenen Brücke gebildet ist. Der Umrichter bildet eine Gleichstromstellerschaltung (Chopper-Schaltung), die eine Streuinduktivität der Dreiphasen-Wicklung als Glättungsdrosselspule verwendet. Somit kann der Umrichter eine an einem Gleichspannungsanschluss angelegte Spannung transformieren.
Herkömmlich wird der gesamte zu der Dreiphasen-Wicklung fließende Strom einer Schaltsteuerung unterzogen. Gemäß dieser Konfiguration wird, da der Strom in die Dreiphasen-Wicklung verteilt wird, ein Kupferverlust in vorteilhafter Weise unterdrückt. Insbesondere trägt in einem Zustand, in dem eine hohe elektrische Leistung umgewandelt wird, der unterdrückte Kupferverlust zu einer Erhöhung des Leistungsumwandlungswirkungsgrads bei.
Jedoch ist die durch die Dreiphasen-Wicklung erhaltene Induktivität kleiner. Somit ist ein Welligkeitsstrom (Rippel-Strom) aufgrund der Schaltsteuerung höher. Dementsprechend wird ein relativ größerer Eisenverlust in der Dreiphasen-Wicklung erzeugt. Der größere Eisenverlust verringert den Leistungsumwandlungswirkungsgrad. Insbesondere ist in einem Zustand, in dem die umgewandelte elektrische Leistung niedriger ist, der Einfluss des Eisenverlusts, der den Leistungsumwandlungswirkungsgrad verringert, vergleichsweise größer. Somit ist es gemäß herkömmlichen Techniken schwierig, einen hohen Leistungsumwandlungswirkungsgrad innerhalb eines breiten Bereichs von einer niedrigen Ausgangsleistung zu einer hohen Ausgangsleistung bereitzustellen. In dieser Hinsicht ist eine weitere Verbesserung des Leistungsumwandlungsgeräts erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Leistungsumwandlungsgerät mit einem hohen Leistungsumwandlungswirkungsgrad innerhalb eines breiten Bereichs von einer niedrigen Ausgangsleistung bis zu einer hohen Ausgangsleistung bereitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Leistungsumwandlungsgerät bereitgestellt, das den Leistungsumwandlungswirkungsgrad innerhalb eines Bereichs niedriger Ausgangsleistung verbessert.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Leistungsumwandlungsgerät bereitgestellt, das aufweist: eine rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator mit ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen, die derart angeordnet sind, dass sie voneinander in Bezug auf elektrische Winkel versetzt sind, und einen Rotor aufweist; eine erste Umrichterschaltung, die zwischen einer ersten Batterie und der ersten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist; eine zweite Umrichterschaltung, die zwischen einer zweiten Batterie und der zweiten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist; eine Neutralpunktschaltung, die einen Neutralpunkt der ersten Mehrphasen-Wicklung und einen Neutralpunkt der zweiten Mehrphasen-Wicklung verbindet; und eine Steuerungseinrichtung, die eine Schaltansteuerung für zumindest einen Teil aus einer Vielzahl von in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen enthaltenen Schaltelementen durchführt und die Elektrizität zu zumindest einem Teil von Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen leitet, um elektrische Leistung zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie durch Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine als eine Drosselspule zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung weist auf: einen Bestimmungsabschnitt, der die Größe der zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie übertragenen elektrischen Leistung bestimmt; und einen Schaltsteuerungsabschnitt, der die Anzahl der Phasenwicklungen ändert, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden. Gemäß dieser Konfiguration werden Phasenwicklungen verwendet, deren Anzahl zu der Größe der zwischen den Batterien übertragenen elektrischen Leistung angepasst ist. Somit können Charakteristiken des Leistungsumwandlungsgeräts in Abhängigkeit von der Änderung der Anzahl der Phasenwicklungen geändert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Leistungsumwandlungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Leitzustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
3 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Leitzustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
4 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Leitzustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
5 einen Graphen, der einen Eisenverlust Pir gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
6 einen Graphen, der einen Kupferverlust Pcp gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
7 einen Graphen, der einen Wirkungsgrad EFF gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
8 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
9 ein Blockschaltbild, das den Steuerungsprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
10 ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
11 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsprozess gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
12 einen Graphen, der einen Wirkungsgrad EFF gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
13 ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
14 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsprozess gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
15 ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
16 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsprozess gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
17 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Leitzustand gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und
18 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Leitzustand gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen sind nachstehend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel können Teile, die den in vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Elemente entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein, um redundante Beschreibungen auszulassen. In einem Fall, in dem lediglich ein Teil der Konfiguration in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können andere vorhergehende Ausführungsbeispiele auf andere Teile der Konfiguration angewendet werden. Zusätzlich können in nachfolgenden Ausführungsbeispielen Teile, die den in vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Elementen entsprechen, mit Bezugszahlen bezeichnet sein, die unterschiedliche Hunderterstellen oder höhere Stellen aufweisen können, um Entsprechungsbeziehungen anzugeben, wodurch überlappende Beschreibungen entfallen. Nicht nur Kombinationen von Teilen, die klar und konkret in dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sondern auch eine Kombination von Teilen, die nicht klar in dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, können gemacht werden, solange die Kombination kein Problem verursacht.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Gemäß 1 ist ein Leistungsumwandlungsgerät 10 in einem Fahrzeug installiert. Das Fahrzeug weist eine Last (LD) 11 und eine rotierende elektrische Maschine 12 auf, die die Last 11 drehend antreibt. Die rotierende elektrische Maschine 12 weist einen Rotor 21 und einen Stator 22 auf. Der Rotor 21 ist betriebsfähig mit der Last verbunden. Somit kann die rotierende elektrische Maschine 12 die Last 11 antreiben. Zusätzlich kann die rotierende elektrische Maschine 12 durch von der Last 11 beaufschlagte Rotationsleistung drehen. Die rotierende elektrische Maschine 12 kann als ein elektrischer Motor und/oder ein Generator fungieren.
Ein Beispiel für die Last 11 ist eine in dem Fahrzeug installierte Ausrüstung. Ein weiteres Beispiel für die Last 11 ist eine Antriebseinheit des Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Last 11 Antriebsräder des auf Strassen fahrenden Fahrzeugs aufweisen. Weiterhin kann die Last 11 eine Leistungsquelle wie eine Brennkraftmaschine aufweisen. Gemäß einem Beispiel stellen die Last und die rotierende elektrische Maschine 12 eine Antriebseinheit für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bereit. Das elektrisch angetriebene Fahrzeug ist ein elektrisches Fahrzeug, das lediglich die rotierende elektrische Maschine 12 als eine Leistungsquelle verwendet, oder ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und eine rotierende elektrische Maschine 12 als Leistungsquellen verwendet. In diesem Fall wird die rotierende elektrische Maschine 12 selektiv als ein elektrischer Motor oder ein Generator verwendet. Gemäß einem anderen Beispiel ist die Last 11 eine Brennkraftmaschine, und kann die rotierende elektrische Maschine 12 einen Generator für ein Fahrzeug bereitstellen. Die rotierende elektrische Maschine 12 ist eine Synchronmaschine. Der Rotor 21 weist eine Vielzahl von Magnetpolen auf. Der Rotor 21 erregt jeden der Magnetpole derart, dass er eine vorbestimmte Polarität aufweist. Der Rotor 21 kann einen Permanentmagneten zum Erregen der Magnetpole aufweisen. Der Stator 22 weist Mehrphasen-Wicklungen auf. Der Stator 22 weist zwei Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 auf. Die Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 sind einer Sternschaltung unterzogen. Die rotierende elektrische Maschine 12 wird ebenfalls als rotierende elektrische Maschine der Dual-Wicklungs-Bauart 12 mit zwei Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 bezeichnet.
Die Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 sind Dreiphasen-Wicklungen. Die erste Mehrphasen-Wicklung 23 weist eine Vielzahl von Wicklungen X, Y, Z auf. Nachstehend können die Wicklungen als eine X-Phasenwicklung, eine Y-Phasenwicklung und eine Z-Phasenwicklung bezeichnet sein. Die zweite Mehrphasen-Wicklung 24 weist eine Vielzahl von Wicklungen U, V, W auf. Nachstehend können die Wicklungen als U-Phasenwicklung, eine V-Phasenwicklung und eine W-Phasenwicklung bezeichnet sein.
Die Mehrphasen-Wicklung 23 und die Mehrphasen-Wicklung 24 sind in dem Stator 22 derart angeordnet, dass zwei zueinander benachbarte Wicklungen von einander in Bezug auf elektrische Winkel beabstandet sind. Der Mittenwert der versetzten Winkel (Versatzwinkel) zwischen der Mehrphasen-Wicklung 23 und der Mehrphasen-Wicklung 24 beträgt π/6, das heißt 30 Grad. Gemäß 1 werden Versätze von 30 Grad zwischen der X-Phasenwicklung und der U-Phasenwicklung, zwischen der Y-Phasenwicklung und der V-Phasenwicklung sowie der Z-Phasenwicklung der W-Phasenwicklung bewirkt. Die rotierende elektrische Maschine 12 weist den Stator 22 und den Rotor 21 auf. Der Stator 22 weist die erste Mehrphasen-Wicklung 23 und die zweite Mehrphasen-Wicklung 24 auf, die derart angeordnet sind, dass sie voneinander im elektrischen Winkel versetzt sind.
Eine Neutralpunktschaltung 25 ist zwischen einem Neutralpunkt der Mehrphasen-Wicklung 23 und einem Neutralpunkt der Mehrphasen-Wicklung 24 vorgesehen. Die Neutralpunktschaltung 25 verbindet die Neutralpunkte der Mehrphasen-Wicklung 23 und der Mehrphasen-Wicklung 24 elektrisch. Die Neutralpunktschaltung 25 weist ein Relais 26 auf, der die Neutralpunktschaltung 25 öffnet und schließt.
Das Leistungsumwandlungsgerät 10 ist zwischen zwei Batterien 13, 14 vorgesehen, die in dem Fahrzeug installiert sind. Die Batterien 13, 14 sind Sekundärbatterien, die einem Laden und einem Entladen unterzogen werden können. Die Batterien 13, 14 können sich zumindest in einem Teil der Spezifikationen, wie einer Nennspannung und Kapazität voneinander unterscheiden. Alternativ dazu sind die Spezifikationen der Batterien 13, 14 die gleichen. Die Batterien 13, 14 können Bleispeicherbatterien oder Lithiuminonenbatterien sein. Gemäß einem Beispiel ist eine erste Nennspannung V1 der ersten Batterie 13 niedriger als eine zweite Nennspannung V2 der zweiten Batterie 14. Das Leistungsumwandlungsgerät 10 kann elektrische Leistung zwischen den Batterien 13 und 14 übertragen. Beispielsweise führt das Leistungsumwandlungsgerät 10 der zweiten Batterie 14 elektrische Leistung aus der ersten Batterie 13 zu, wodurch ein Leistungsumwandlungsbetrieb in einer ersten Laderichtung bereitgestellt wird. Zusätzlich oder alternativ führt das Leistungsumwandlungsgerät 10 der ersten Batterie 13 elektrische Leistung aus der zweiten Batterie 14 zu, wodurch ein Leistungsumwandlungsbetrieb in einer zweiten Laderichtung bereitgestellt wird.
Das Leistungsumwandlungsgerät 10 weist eine erste Vollbrückenschaltung 15 auf, die mit der Mehrphasen-Wicklung 23 verbunden ist. Die Vollbrückenschaltung 15 weist AC-(Wechselstrom-)Enden, die mit der Mehrphasen-Wicklung 23 verbunden sind, und. DC-(Gleichstrom-)Enden auf, die mit der Batterie 13 verbunden sind. Ein kapazitives Glättungselement C1 ist zwischen den Wechselstromenden vorgesehen. Die Vollbrückenschaltung 15 weist Schaltschenkel auf, deren Anzahl dieselbe wie die Anzahl der Phasen der rotierenden elektrischen Maschine 12 ist. Jeder der Schenkel weist einen oberen Zweig und einen unteren Zweig auf. Der untere Zweig weist ein hochseitiges Schaltelement auf. Der untere Zweig weist ein niedrigseitiges Schaltelement auf. Die Vollbrückenschaltung 15 weist hochseitige Schaltelemente Q1, Q3, Q5 und niedrigseitige Schaltelement Q2, Q4, Q6 auf. Die Vollbrückenschaltung 15 wird ebenfalls als Dreiphasen-Umrichterschaltung 15 bezeichnet. Die Vollbrückenschaltung 15 wird ebenfalls als erste Umrichterschaltung 15 bezeichnet. Die erste Umrichterschaltung 15 ist zwischen der ersten Batterie 13 und der ersten Mehrphasen-Wicklung 23 geschaltet.
Das Leistungsumwandlungsgerät 10 weist eine zweite Vollbrückenschaltung 16 auf, die mit der Mehrphasen-Wicklung 24 verbunden ist. Die Vollbrückenschaltung 16 weist Wechselstromenden, die mit der Mehrphasen-Wicklung 24 verbunden sind, und Gleichstromenden auf, die mit der Batterie 14 verbunden sind. Ein kapazitives Glättungselement C2 ist zwischen den Gleichstromenden vorgesehen. Die Vollbrückenschaltung 16 weist Schaltschenkel auf, deren Anzahl die gleiche wie die Anzahl der Phasen der rotierenden elektrischen Maschine 12 ist. Jeder der Schenkel weist einen oberen Zweig und einen unteren Zweig auf. Der obere Zweig weist ein hochseitiges Schaltelement auf. Der untere Zweig weist ein niedrigseitiges Schaltelement auf. Die Vollbrückenschaltung 16 weist hochseitige Schaltelemente Q7, Q9, Q11 und niedrigseitige Schaltelemente Q8, Q10, Q12 auf. Die Vollbrückenschaltung 16 wird ebenfalls als Dreiphasen-Umrichterschaltung 16 bezeichnet. Die Vollbrückenschaltung 16 wird außerdem als eine zweite Umrichterschaltung 16 bezeichnet. Die zweite Umrichterschaltung 16 ist zwischen der Sekundärbatterie 14 und der zweiten Mehrphasen-Wicklung 24 verbunden.
Die Vielzahl der Schaltelemente Q1 bis Q12 sind Halbleiterschaltelemente hoher Kapazität. Beispielsweise können IGBT (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) Leistungs-MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder dergleichen verwendet werden. Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q12 weist einen Steuerungsanschluss auf. Der Steuerungsanschluss empfängt Steuerungssignale zum Öffnen und Schließen von Schaltungen auf. Die Schaltelemente Q1 bis Q12 werden derart gesteuert, dass sie deren Schaltzustände ändern, das heißt, dass sie sich von einem EIN-Zustand (geschlossenen Zustand) zu einem AUS-Zustand (geöffneten Zustand) und umgekehrt ändern. Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q12 weist ein Diodenelement auf, das in der entgegengesetzten Richtung leiten kann.
Das Leistungsumwandlungsgerät 10 ist ein Steuerungsgerät, um zu erlauben, dass die rotierende elektrische Maschine 12 als elektrischer Motor und/oder Generator fungiert. Wenn die rotierende elektrische Maschine 12 als ein elektrischer Motor verwendet wird, wird die erste Umrichterschaltung 15 derart gesteuert, dass sie Dreiphasen-Leistung aus der Batterie 13 der Mehrphasen-Wicklung 23 zuführt. Wenn die rotierende elektrische Maschine 12 als Generator verwendet wird, wird die erste Umrichterschaltung derart gesteuert, dass durch die Mehrphasen-Wicklung 23 induzierte Dreiphasen-Leistung gleichgerichtet wird, um die gleichgerichtete Leistung der Batterie 13 zuzuführen. Wenn die rotierende elektrische Maschine 12 als ein elektrischer Motor verwendet wird, wird die zweite Umrichterschaltung 16 derart gesteuert, dass sie Dreiphasen-Leistung aus der Batterie 14 der Mehrphasen-Wicklung 24 zuführt. Wenn die rotierende elektrische Maschine 12 als ein Generator verwendet wird, wird die zweite Umrichterschaltung 16 derart gesteuert, dass sie durch die Mehrphasen-Wicklung 24 induzierte Dreiphasen-Leistung gleichrichtet, um die gleichgerichtete Leistung der Batterie 14 zuzuführen.
Zusätzlich werden, wenn die rotierende elektrische Maschine 12 gestoppt wird, die Umrichterschaltungen 15, 16 derart gesteuert, dass die Umrichterschaltungen 15, 16 als Hochsetzstellerschaltungen und/oder Tiefsetzstellerschaltungen fungieren, wodurch elektrische Leistung zwischen den Batterien 13 und 14 übertragen wird. Anderes ausgedrückt werden die Umrichterschaltungen 15, 16 derart gesteuert, dass sie als Hochwandlerschaltungen und/oder Tiefsetzwandlerschaltungen fungieren. In diesem Fall stellen die Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 Drosselspulen zum Glätten bereit. Das Leistungsumwandlungsgerät 10 kann als ein Leistungsumwandlungsgerät der bidirektionalen Hochsetz- und Tiefsetzbauart fungieren. Somit kann ein Laden von der Batterie 13 zu der Batterie 14 und ein Entladen aus der Batterie 14 zu der Batterie 13 durchgeführt werden. Es sei bemerkt, dass, wenn die Umrichterschaltungen 15, 15 als Leistungsumwandlungsgerät fungieren, der Rotor 21 sich nicht dreht.
Das Leistungsumwandlungsgerät 10 weist ein Steuerungssystem zur Steuerung der Umrichterschaltungen 15, 16 auf. Das Steuerungssystem weist eine Steuerungseinrichtung (CNTR) 31 auf. Die Steuerungseinrichtung 31 steuert die Vielzahl der Schaltelemente Q1 bis Q12. Die Steuerungseinrichtung 31 steuert das Relais 26. Das Steuerungssystem weist eine Vielzahl von Sensoren auf, die Betriebszustände des Leistungsumwandlungsgeräts 10 erfassen. Die Steuerungseinrichtung 31 empfängt Erfassungssignale aus den Sensoren. Die Steuerungseinrichtung 31 steuert die Schaltelemente Q1 bis Q12 entsprechend den durch die Sensoren erfassten Betriebszuständen.
Die Steuerungseinrichtung 31 ist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU). Die Steuerungseinrichtung 31 weist eine Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher (MMR) auf, der als ein ein Programm speicherndes Speichermedium dient. Die Steuerungseinrichtung 31 ist durch einen Mikrocomputer konfiguriert, der ein computerlesbares Speichermedium aufweist. Das Speichermedium speichert nichtflüchtig ein computerlesbares Programm. Das Speichermedium kann durch einen Halbleiterspeicher oder eine Magnet-Disk konfiguriert sein. Das Programm wird durch die Steuerungseinrichtung 31 ausgeführt, um der Steuerungseinrichtung 31 zu ermöglichen, als das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Gerät zu fungieren und zu fungieren, das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Steuerungsverfahren durchzuführen. Mittel bzw. Einrichtungen, die durch die Steuerungseinrichtung 31 bereitgestellt sind, können als funktionelle Blöcke oder Module zum Erreichen vorbestimmter Funktionen bezeichnet werden.
Die Sensoren weisen eine Vielzahl von Spannungssensoren und Stromsensoren auf. Ein Spannungssensor 32 erfasst eine Spannung V1 über der Batterie 13. Ein Spannungssensor 33 erfasst eine Spannung V2 über der Batterie 14. Die Spannungssensoren 32, 33 dienen als Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung der Spannung V1, V2 der ersten und zweiten Batterien 13, 14. Die Sensoren weisen Stromsensoren 34, 35 auf, die Phasenströme der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 erfassen. In 1 bezeichnen die Bezugszeichen 34, 35 einen Stromsensor, der einen X-Phasen-Strom erfasst, und einen Stromsensor, der einen U-Phasen-Strom erfasst. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können der X-Phasen-Strom, der Y-Phasen-Strom, der Z-Phasen-Strom, der U-Phasen-Strom, der V-Phasen-Strom und der W-Phasen-Strom erfasst werden. Die Sensoren weisen einen Stromsensor 36 auf, der einen zu der Neutralpunktschaltung 25 fließenden Neutralpunktstrom erfasst. Zusätzlich weisen die Sensoren einen Positionssensor (POSM) 37 auf, der einen Rotationswinkel, das heißt einen Rotationsversatz des Rotors 21 erfasst. Der Positionssensor 37 ist durch einen Rotationswinkelsensor, der in der rotierenden elektrischen Maschine 12 vorgesehen ist, oder einen Winkelschätzprozess konfiguriert, der einen Rotationsversatz auf der Grundlage eines Stromwerts oder dergleichen schätzt.
Die Steuerungseinrichtung 31 weist einen Schaltsteuerungsabschnitt (SWDM) 41 auf, der Schaltzustände der Schaltelemente Q1 bis Q12 der Umrichterschaltungen 15, 16 steuert, um den Umrichterschaltungen 15, 16 und der rotierenden elektrischen Maschine 12 zu ermöglichen, als Leistungsumwandlungsschaltung zu fungieren. Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 ändert EIN-AUS-Zustände von einem oder mehreren der Elemente Q1 bis Q12 mit einer hohen Frequenz, um den Umrichterschaltungen 15, 16 und der rotierenden elektrischen Maschine 12 zu ermöglichen, als eine Steller- bzw. Gleichstromsteller-(Chopper-)Schaltung zu fungieren. Anders ausgedrückt führt der Schaltsteuerungsabschnitt 41 eine Schaltansteuerung an einem oder mehren Schaltelement Q1 bis Q12 durch (steuert diese an). Somit wird der Strom, der zumindest zu einer aus der in den Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 enthaltenen Vielzahl der Phasenwicklungen oder einer Kombination davon fließt, mit hoher Frequenz erhöht oder verringert. Nachstehend kann der Ausdruck "Schaltansteuerung" ein Schalten des Zustands eines Schaltelementes mit hoher Frequenz bedeuten.
Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 führt eine Schaltansteuerung für Schaltelemente von zumindest einer der Umrichterschaltung 15 und der Umrichterschaltung 16 durch. Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 kann eine Schaltansteuerung für lediglich Schaltelemente der Umrichterschaltung 15 durchführen. Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 kann eine Schaltansteuerung für Schaltelemente von sowohl der Umrichterschaltung 15 als auch der Umrichterschaltung 16 durchführen.
Beispielsweise führt bei Verringerung der Spannung der Batterie 13 und Zufuhr von Strom zu der Batterie 14 der Schaltsteuerungsabschnitt 41 eine Schaltansteuerung für die Umrichterschaltung 15 durch und steuert die Umrichterschaltung 16 in einen unveränderlichen Zustand an. In diesem Fall wird zumindest ein Teil der Schaltelemente Q1 bis Q6, die in der Umrichterschaltung 15 enthalten sind, einer Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltelemente Q7 bis Q12, die in der Umrichterschaltung 16 enthalten sind, werden unveränderlich zu einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand angesteuert, sodass Strom, der aus der Mehrphasen-Wicklung 24 ausgegeben wird, der Batterie 14 zugeführt wird. Somit fungiert das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Tiefsetzstellerschaltung.
Beispielsweise führt bei Erhöhung der Spannung der Batterie 13 und Zufuhr von Strom zu der Batterie 14 der Schaltsteuerungsabschnitt 41 eine Schaltansteuerung für die Umrichterschaltung 16 durch und steuert die Umrichterschaltung 15 in einen unveränderlichen Zustand an. In diesem Zustand wird zumindest ein Teil der Schaltelemente Q7 bis Q12, die in der Umrichterschaltung 16 enthalten sind, der Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltelemente Q1 bis Q6, die in der Umrichterschaltung 15 enthalten sind, werden unveränderlich zu einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand angesteuert, sodass Strom aus der Batterie 13 der Mehrphasen-Wicklung 23 zugeführt wird. Somit fungiert das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Hochsetzstellerschaltung.
Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 steuert ebenfalls Öffnungs- und Schließzustände des Relais 26. Wenn zugelassen wird, dass die Umrichterschaltungen 15, 16 und die rotierende elektrische Maschine 12 als Leistungsumwandlungsgerät zu fungieren, schließt der Schaltsteuerungsabschnitt 41 das Relais 26. Auf diese Weise wird die Neutralpunktschaltung 25 gebildet.
Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 weist Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 auf, die die Anzahl der Phasenwicklungen, die einem Leiten in zumindest einer der Mehrphasen-Wicklungen 23 und 24 unterzogen werden. Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 ändern die Anzahl der Phasenwicklungen, zu denen Wechselstrom durch die Schaltansteuerung fließt, von einer ersten Anzahl auf eine zweite Anzahl, die größer als die erste Anzahl ist, und umgekehrt.
Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 können einen Geringphasenleitungsabschnitt (Leitungsabschnitt für wenige Phasen) (LPHM) 42 aufweisen, der Elektrizität zu der ersten Anzahl von Phasenwicklungen leitet. Der Geringphasenleitungsabschnitt 42 führt eine Schaltansteuerung für lediglich die Schaltelemente entsprechend der ersten Anzahl der Phasenwicklungen durch. Der Geringphasenleitungsabschnitt 42 treibt die restlichen Schaltelemente unveränderlich an.
Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 können einen Vielphasenleitungsabschnitt (Leitungsabschnitt für viele Phasen) (MPHM) 43 aufweisen, der Elektrizität zu der zweiten Anzahl von Phasenwicklungen leitet. Der Vielphasenleitungsabschnitt 43 führt eine Schaltansteuerung für lediglich die Schaltelemente entsprechend der zweiten Anzahl der Phasenwicklungen durch. Der Vielphasenleitungsabschnitt 43 treibt die restlichen Schaltelemente unveränderlich an. Falls die zweite Anzahl der Phasenanzahl der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 entspricht, führt die Phasenanzahländerungseinheit 43 eine Schaltansteuerung für alle Schaltelemente durch.
Wenn beispielsweise der Geringphasenleitungsabschnitt 42 Elektrizität zu einer Phasenwicklung zuführt, führt der Vielphasenleitungsabschnitt 43 Elektrizität zu zwei oder drei Phasenwicklungen zu. Wenn der Geringphasenleitungsabschnitt 42 Elektrizität zwei Phasenwicklungen zuführt, führt der Vielphasenleitungsabschnitt 43 Elektrizität drei Phasenwicklungen zu.
2 zeigt ein Beispiel für ein Ein-Phasen-Leiten 1P, bei dem Elektrizität lediglich zu einer Phasenwicklung geleitet wird. Gemäß 2 wird Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung der Mehrphasen-Wicklung 23 geleitet. Wenn lediglich die Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen wird (angesteuert wird), kann das Ein-Phasen-Leiten 1P durch Leiten von Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung, lediglich zu der X-Phasenwicklung oder lediglich zu der Z-Phasenwicklung bereitgestellt werden. Zusätzlich kann, wenn lediglich die Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen wird, das Ein-Phasen-Leiten 1P durch Leiten von Elektrizität lediglich zu der U-Phasenwicklung, lediglich zu der V-Phasenwicklung oder lediglich zu der W-Phasenwicklung bereitgestellt werden.
3 zeigt ein Beispiel für ein Zwei-Phasen-Leiten 2P, bei dem Elektrizität lediglich zu zwei Phasenwicklungen geleitet wird. Gemäß 3 wird Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung und der Y-Phasenwicklung der Mehrphasen-Wicklung 23 geleitet. Wenn lediglich die Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen wird, kann das Zwei-Phasen-Leiten 2P durch Leiten von Elektrizität zu sowohl der X-Phasenwicklung als auch Y-Phasenwicklung, zu sowohl der Y-Phasenwicklung und der Z-Phasenwicklung, oder sowohl zu der Z-Phasenwicklung als auch der X-Phasenwicklung bereitgestellt werden. Zusätzlich kann, wenn lediglich die Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen wird, dass Zwei-Phasen-Leitung 2P durch Leiten von Elektrizität zu sowohl der U-Phasenwicklung, als auch der V-Phasenwicklung, sowohl der V-Phasenwicklung als auch der W-Phasenwicklung oder sowohl der W-Phasenwicklung als auch der U-Phasenwicklung bereitgestellt werden.
4 zeigt ein Drei-Phasen-Leiten 3P, bei dem Elektrizität zu allen Phasenwicklungen geleitet wird. Wenn lediglich die Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen wird, wie es in 4 gezeigt ist, kann das Drei-Phasen-Leiten 3P durch Leiten von Elektrizität zu der X-Phasenwicklung, der Y-Phasenwicklung und der Z-Phasenwicklung bereitgestellt werden. Wenn lediglich die Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen wird, kann das Drei-Phasen-Leiten 3P durch Leiten von Elektrizität zu der U-Phasenwicklung, der V-Phasenwicklung und der W-Phasenwicklung bereitgestellt werden.
Wie es in 5 gezeigt ist, beeinflusst die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leitenden unterzogen werden, den Eisenverlust Pir. In 5 gibt die horizontale Achse umgewandelte elektrische Leistung, das heißt Ausgangsleistung Pout (W) an. Die vertikale Achse gibt den Eisenverlust Pir (W) an. Eine gestrichelte Linie und Rombusse geben das Ein-Phasen-Leiten 1P an. Eine durchgezogene Linie und Quadrate geben das Zwei-Phasen-Leiten 2P an. Eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie und Dreiecke geben das Drei-Phasen-Leiten 3P an. Wenn die Anzahl der Phasen kleiner ist, ist der Eisenverlust Pir kleiner. Selbst wenn die Ausgangsleistung Pout sich ändert, ist der Eisenverlust Pir im Wesentlichen konstant.
Wie es in 6 gezeigt ist, beeinflusst die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, den Kupferverlust Pcp. In 6 gibt die horizontale Achse die Ausgangsleistung Pout (W) an. Die vertikale Achse gibt den Kupferverlust Pcp (W) an. Wenn die Anzahl der Phasen größer ist, ist der Kupferverlust Pcp kleiner. Wenn die Ausgangsleistung Pout niedriger ist, ist der Kupferverlust Pcp kleiner. Wenn die Ausgangsleistung Pout ansteigt, steigt der Kupferverlust Pcp an. Die Anstiegsrate des Kupferverlusts Pcp in Bezug auf den Anstieg der Ausgangsleistung Pout ist niedriger, wenn die Anzahl der Phasen größer ist.
In dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout niedriger ist, ist der absolute Wert des Kupferverlusts Pcp kleiner. Zusätzlich beeinflusst die Anzahl der Phasen den Kupferverlust Pcp leicht. Demgegenüber wird in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout kleiner ist, der Eisenverlust Pir unterdrückt, wenn die Anzahl der Phasen kleiner ist. Somit ist es vorteilhaft, dass die Anzahl der Phasen derart ausgewählt wird, dass der Eisenverlust Pir unterdrückt wird.
In dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, ist der absolute Wert des Kupferverlusts Pcp größer. Zusätzlich beeinflusst die Anzahl der Phasen den Kupferverlust Pcp stark. Somit wird in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, der Kupferverlust Pcp unterdrückt, wenn die Anzahl der Phasen größer ist. Demgegenüber wird in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, der Eisenverlust Pir unterdrückt, wenn die Anzahl der Phasen kleiner ist. Jedoch kann in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, der Kupferverlust Pcp den Eisenverlust Pir überschreiten. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass die Anzahl der Phasen derart ausgewählt wird, dass der Kupferverlust Pcp unterdrückt wird.
Wie es in 7 gezeigt ist; beeinflusst die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, den Umwandlungswirkungsgrad EFF des Leistungsumwandlungsgeräts 10, das die rotierende elektrische Maschine 12 als Drosselspule verwendet. In 7 gibt die horizontale Achse die Ausgangsleistung Pout (W) an. Die vertikale Achse gibt den Umwandlungswirkungsgrad EFF (%) an.
Das Ein-Phasen-Leiten 1P stellt in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout niedriger ist, einen hohen Umwandlungswirkungsgrad EFF bereit. Jedoch verringert sich in dem Ein-Phasen-Leiten 1P der Umwandlungswirkungsgrad EFF aufgrund der Erhöhung des Kupferverlusts Pcp, wenn die Ausgangsleistung Pout ansteigt.
Das Zwei-Phasen-Leiten 2P stellt in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout niedriger ist, einen niedrigen Umwandlungswirkungsgrad EFF bereit, der niedriger als derjenige des Ein-Phasen-Leitens 1P ist. In dem Zwei-Phasen-Leiten 2P verringert sich der Umwandlungswirkungsgrad EFF aufgrund der Erhöhung des Kupferverlusts Pcp, wenn die Ausgangsleistung Pout ansteigt. Jedoch stellt in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung höher ist, das Zwei-Phasen-Leiten 2P einen Wirkungsgrad EFF bereit, der höher als derjenige des Ein-Phasen-Leitens 1P ist. Das Zwei-Phasen-Leiten 2P stellt einen Wirkungsgrad EFF, der höher als derjenige des Ein-Phasen-Leitens 1P ist und höher als derjenige des Drei-Phasen-Leitens 3P ist, in dem Bereich bereit, in dem die Ausgangsleistung Pout sich auf einem mittleren Wert befindet. Es sei bemerkt, dass dieser Bereich schmal ist.
Das Drei-Phasen-Leiten 3P stellt in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout niedriger ist, einen Wirkungsgrad EFF bereit, der niedriger als derjenige des Ein-Phasen-Leitens 1P und niedriger als derjenige des Zwei-Phasen-Leitens 2P ist. Selbst in dem Drei-Phasen-Leiten 3P steigt der Kupferverlust Pcp an, falls die Ausgangsleistung Pout ansteigt. Jedoch ist in dem Drei-Phasen-Leiten 3P die Anstiegsrate des Kupferverlusts Pcp kleiner. Somit stellt das Drei-Phasen-Leiten 3P in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, einen höheren Wirkungsgrad EFF bereit. Das Drei-Phasen-Leiten 3P stellt in dem Bereich, in dem die Ausgangsleistung Pout höher ist, einen Wirkungsgrad EFF bereit, der höher als derjenige des Ein-Phasen-Leitens 1P und höher als derjenige des Zwei-Phasen-Leitens 2P ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann, wenn der Geringphasenleitungsabschnitt 42 verwendet wird, eine hohe Induktivität gewährleistet werden. Somit wird der Eisenverlust Pir in vorteilhafter Weise unterdrückt. Jedoch wird Elektrizität zu einer kleinen Anzahl von Phasenwicklungen geleitet. Somit steigt der Kupferverlust Pcp an, wenn die umgewandelte elektrische Leistung ansteigt. Als Ergebnis verringert sich der Leistungsumwandlungswirkungsgrad in dem Bereich, in dem die umgewandelte elektrische Leistung höher ist. Wenn der Vielphasenleitungsabschnitt verwendet wird, ist die Induktivität eines Ladepfads eine Streuinduktivität zwischen drei Phasen und ist kleiner. Somit wird ein Welligkeitsstrom, der zu den Wicklungen aufgrund der Schalteinsteuerung fließt, höher. Da dieser Welligkeitsstrom bei dem Rotor 21 und dem Rotor 22 große Variationen in der Magnetflussdichte verursacht, wird der Eisenverlust Pir größer. Dieser Eisenverlust Pir ist ein großer Faktor, der den Leistungswirkungsgrad in dem Bereich verringert, in dem die umgewandelte elektrische Leistung niedriger ist. Somit wird, obwohl der Vielphasenleitungsabschnitt 43 in vorteilhafter Weise den Kupferverlust Pcp unterdrückt, der Eisenverlust Pir größer.
Die Steuerungseinrichtung 31 weist eine Leistungsbestimmungseinheit (PWDM) 44 auf, die bestimmt, ob die durch das Leistungsumwandlungsgerät 10 umgewandelte elektrische Leistung, das heißt, die Ausgangsleistung Pout größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist oder nicht. Die Ausgangsleistung Pout ist ebenfalls elektrische Leistung, die durch die Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 der rotierenden elektrischen Maschine 12 übertragen wird. Dabei können Momentanwerte der elektrischen Leistung oder Integralwerte der elektrischen Leistung über eine vorbestimmte Zeitdauer verwendet werden. Die Ausgangsleistung Pout kann anhand des Ausgangsstroms Iout und der Ausgangsspannung Vout des Leistungsübertragungsgeräts 10 berechnet werden. Da die Ausgangsspannung Vout im Wesentlichen konstant ist, kann die Ausgangsleistung Pout durch den Ausgangsstrom Iout dargestellt werden. Der Ausgangsstrom Iout kann durch den zu der Neutralpunktschaltung fließenden Strom dargestellt werden. Der Ausgangsstrom Iout kann durch die Summe. der zu den Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 fließenden Ströme dargestellt werden.
Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 verwirklichen durch Änderung der Phasenwicklungen, die in einer der zwei Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 dem Leiten unterzogen werden, über einen breiten Bereich elektrischer Leistung einen höheren Leistungsumwandlungswirkungsgrad. Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 ändern die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, in Abhängigkeit von der umgewandelten elektrischen Leistung. Die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 ändern die Anzahl der Phasenwicklungen in zwei Stufen in Reaktion auf das Bestimmungsergebnis der Leistungsbestimmungseinheit 44. Falls die Leistungsbestimmungseinheit 44 einen Zustand mit niedriger elektrischer Leistung bestimmt, bei dem elektrische Leistung niedriger als ein Schwellwert ist, definieren die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, als eine erste Anzahl. Falls die Leistungsbestimmungseinheit 44 einen Zustand mit hoher elektrischer Leistung bestimmt, bei dem elektrische Leistung größer als der Schwellwert ist, definieren die Phasenanzahl-Änderungseinheiten 42, 43 die Anzahl der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, als eine zweite Anzahl. Falls die elektrische Leistung gleich dem Schwellwert ist, kann die Anzahl der Phasenwicklungen als die erste Anzahl oder die zweite Anzahl definiert werden.
Anders ausgedrückt werden der Geringphasenleitungsabschnitt 42 und der Vielphasenleitungsabschnitt 43 selektiv in Abhängigkeit von der umgewandelten elektrischen Leistung verwendet. Falls die Leistungsbestimmungseinheit 44 einen Zustand niedriger elektrischer Leistung bestimmt, steuert der Geringphasenleitungsabschnitt 42 die Umrichterschaltungen 15, 16. Falls die Leistungsbestimmungseinheit 44 einen Zustand mit hoher elektrischer Leistung bestimmt, steuert der Vielphasenleitungsabschnitt 43 die Umrichterschaltungen 15, 16.
Die Steuerungseinrichtung 31 führt eine Schaltansteuerung für zumindest einen Teil der Vielzahl der in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen 15, 16 enthaltenen Schaltelemente durch. Somit leitet die Steuerungseinrichtung 31 Elektrizität zumindest zu einem Teil der Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen 23, 24, um elektrische Leistung zwischen der ersten Batterie 13 und der zweiten Batterie 14 durch Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine 12 als eine Drosselspule zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung 31 weist Einrichtungen (Bestimmungsabschnitte) 37, 44 auf, die die Größe der zwischen der ersten Batterie 13 und der zweiten Batterie 14 übertragenen elektrischen Leistung bestimmen. Die Steuerungseinrichtung 31 weist Schaltsteuerungsabschnitte (Einrichtungen) 41, 42, 43 auf, die die Anzahl der Phasenwicklungen ändern, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden. Gemäß dieser Konfiguration werden Phasenwicklungen verwendet, deren Anzahl für die Größe der zwischen den Batterien übertragenen elektrischen Leistung geeignet ist. Somit können Charakteristiken des Leistungsübertragungsgeräts in Abhängigkeit von der Änderung der Anzahl der Phasenwicklungen geändert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 hängt gemäß dem Ausführungsbeispiel der Schwellwert der Ausgangsleistung Pout von dem Schwellwert Ith des Ausgangsstroms Iout ab. Es wird zwischen dem Ein-Phasen-Leiten 1P und dem Zwei-Phasen-Leiten 2P umgeschaltet. Somit kann ein Wirkungsgrad EFF erhalten werden, der durch eine dicke durchgezogene Linie EMB1 gezeigt ist.
8 zeigt einen Leistungsumwandlungsprozess 150. Der Leistungsumwandlungsprozess 150 wird durch die Steuerungseinrichtung 31 durchgeführt. In Schritt 151 bestimmt die Steuerungseinrichtung 31, ob die Leistungsumwandlung angefordert wird oder nicht. Wenn beispielsweise die rotierende elektrische Maschine 12 gestoppt ist, wird bestimmt, ob es erforderlich ist, dass elektrische Leistung der Batterie 13 der Batterie 14 zuzuführen ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann, wenn die rotierende elektrische Maschine 12 gestoppt ist, bestimmt werden, ob es erforderlich ist, elektrische Leistung der Batterie 14 der Batterie 13 zuzuführen.
In Schritt 152 steuert die Steuerungseinrichtung 31 das Relais 26 derart an, dass es sich in einem EIN-Zustand befindet. Somit wird die Neutralpunktschaltung 25 geschlossen. In Schritt 153 steuert die Steuerungseinrichtung 31 die Umrichterschaltungen 15, 16 auf der Grundlage einer Grundfunktion zum Betrieb des Leistungsumwandlungsgeräts 10. Schritt 153 wird durchgeführt, um die Ausgangsleistung Pout zu erfassen. In Schritt 153 wird ein Drei-Phasen-Leiten durchgeführt. In dem Drei-Phasen-Leiten werden alle Schaltelemente Q1 bis Q6, Q7 bis Q12 von einer der Umrichterschaltungen 15, 16 der Schaltansteuerung unterzogen. In dem Drei-Phasen-Leiten wird die andere der Umrichterschaltungen 15, 16 unveränderlich angesteuert. Somit wird Elektrizität aller Phasenwicklungen der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 geleitet. Aufgrund von Schritt 153 fungiert das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Wandlerschaltung. Das Durchführen von Schritt 153 erfasst den Ausgangsstrom Iout, der die Ausgangsleistung Pout angibt. Der Ausgangsstrom wird anhand von Stromwerten erhalten, die durch die Vielzahl der Stromsensoren 34, 35, 36 erfasst werden.
Falls zugelassen wird, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Tiefsetzschaltung fungiert, werden alle Schaltelemente Q1 bis Q6 der Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen, und wird die Umrichterschaltung 16 unveränderlich angesteuert. Falls zugelassen wird, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Hochsetzschaltung fungiert, werden alle Schaltelemente Q7 bis Q12 der Umrichterschaltung der Schaltansteuerung unterzogen und wird die Umrichterschaltung 15 unveränderlich angetrieben.
In Schritt 154 vergleicht die Steuerungseinrichtung 31 den Ausgangsstrom Iout mit einem vorbestimmten Schwellwert Ith1. Dabei wird bestimmt, ob die Ausgangsleistung Pout größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist oder nicht. Falls der Ausgangsstrom Iout größer als der Schwellwert Ith1 ist, geht der Prozess zu Schritt 155 für das Drei-Phasen-Leiten 3P über. Falls der Ausgangsstrom Iout nicht größer als der Schwellwert Ith1 ist, geht der Prozess zu Schritt 156 für das Ein-Phasen-Leiten 1P über. Als eine Charakteristik zur Bestimmung in Schritt 154 wird eine Hysterese vorgesehen.
In Schritt 155 führt die Steuerungseinrichtung 31 das Drei-Phasen-Leiten 3P durch. Schritt 155 stellt den Vielphasenleitungsabschnitt 43 bereit.
In Schritt 156 führt die Steuerungseinrichtung 31 das Ein-Phasen-Leiten 1P durch. Schritt 156 stellt den Geringphasenleitungsabschnitt 42 bereit. In dem Ein-Phasen-Leiten wird lediglich ein Teil der Schaltelemente von einer der Umrichterschaltungen 15, 16 der Schaltansteuerung unterzogen. In dem Ein-Phasen-Leiten wird die andere der Umrichterschaltungen 15, 16 unveränderlich angetrieben. Somit wird Elektrizität zu einem Teil der Phasenwicklungen der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 geleitet.
In einem Fall wird zugelassen, dass das Leistungswandlungsgerät 10 als Tiefsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q1 bis Q6 der vorgelagerten (stromaufwärtigen) Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen. Die nachgelagerte (stromabwärtige) Umrichterschaltung 16 wird unveränderlich angetrieben. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q1, Q2 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich der X-Phasenwicklung zuzuführen.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Hochsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q7 bis Q12 der nachgelagerten Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen. Die vorgelagerte Umrichterschaltung 15 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q7, Q8 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der U-Phasenwicklung zu leiten.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Hochsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 14 zu der Batterie 13 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q1 bis Q6 der nachgelagerten Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen. Die vorgelagerte Umrichterschaltung 16 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q1, Q2 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung zu leiten.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Tiefsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 14 zu der Batterie 13 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q7 bis Q12 der vorgelagerten Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen. Die nachgelagerte Umrichterschaltung 15 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q7, Q8 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der U-Phasenwicklung zu leiten.
In Schritt 157 bestimmt die Steuerungseinrichtung 31, ob Leistungsumwandlung angefordert wird oder nicht. Falls die Leistungsumwandlung angefordert wird, kehrt der Prozess zu Schritt 154 zurück. Falls die Leistungsumwandlung nicht angefordert wird, geht der Prozess zu Schritt 158 über.
In Schritt 158 stoppt die Steuerungseinrichtung 31 die Steuerung der Umrichterschaltungen 15, 16. Auf diese Weise wird das Leiten der Elektrizität zu den Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 gestoppt. In Schritt 151 steuert die Steuerungseinrichtung 31 das Relais 26, dass es in einem AUS-Zustand gelangt. Somit wird die Neutralpunktschaltung 25 geschlossen. Der gesamte Ladeprozess der Schritte 151 bis 159 endet, wobei dann in einem Bereitschaftszustand zurückgekehrt wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt der Schritt 156 den Geringphasenleitungsabschnitt (die Geringphasenleitungseinrichtung) 42 bereit, der (die) Elektrizität zu einer vorbestimmten Anzahl von Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung Iout geringer als der vorbestimmte Schwellwert Ith1 ist. Schritt 156 stellt eine Ein-Phasen-Leitungseinrichtung (einen Ein-Phasen-Leitungsabschnitt) bereit, die (der) Elektrizität zu einer Phasenwicklung leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung geringer als der vorbestimmte Schwellwert Ith1 ist. Der Schritt 155 stellt den Vielphasenleitungsabschnitt 43 bereit, der Elektrizität zu den Phasenwicklungen leitet, deren Anzahl größer als diejenige der Phasenwicklungen des Geringphasenleitungsabschnittes 42 ist, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung Iout größer als der vorbestimmte Schwellwert Ith1 ist. Der Schritt 155 stellt eine Drei-Phasen-Leitungseinrichtung (einen Drei-Phasen-Leitungsabschnitt) bereit, die (der) Elektrizität zu den drei Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leitung größer als der Schwellwert Ith1 ist. Als Ergebnis verringern die Schaltsteuerungseinrichtungen(-abschnitte) 41, 42, 43 die Anzahl der Phasenwicklungen, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistungen niedriger wird.
9 zeigt eine Steuerungsfunktion der Steuerungseinrichtung 31. 9 zeigt einen Fall, bei dem zugelassen wird, dass das Leistungsübertragungsgerät als eine Tiefsetzschaltung fungiert, um die Batterie 14 aus der Batterie 13 zu laden. Gemäß 9 werden lediglich die Schaltelemente Q1, Q2 der Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung zu leiten.
Der Schaltsteuerungsabschnitt 41 weist Steuerungselemente 41a bis 41h auf. Die Steuerungselemente 41a bis 41h stellen den Geringphasenleitungsabschnitt 42 und den Vielphasenleitungsabschnitt 43 bereit. Ein Addierer 41a bestimmt eine Abweichung zwischen der Ausgangsspannung Vout, das heißt, der Spannung V2 der geladenen Batterie 14, und einen Spannungsbefehlswert Vout*. Die Abweichung wird einem Regler (FB) 41b zugeführt. Der Regler (FB) 41b weist beispielsweise einen PID-Regler, einen PI-Regler und einen Hysterese-Regler auf. Ein Addierer 41c addiert eine geregelte Variable und die Ausgangsspannung Vout. Dabei wird die Ausgangsspannung Vout als ein Vorwärtskopplungsterm addiert. Der Multiplizierer 41d dividiert den Ausgang des Addierers 41c durch die Eingangsspannung Vin, das heißt, die Spannung V1 der Batterie 13. Somit kann ein Tastverhältnis eines Tastverhältnissignals zum Ansteuern des Schaltelements Q1 des oberen Zweigs erhalten werden.
Das Tastverhältnis wird einem Impulsbreitenmodulator (PWM) 41e zugeführt. Der Impulsbreitenmodulator 41e gibt eine rechteckige Welle aus, die das eingegebene Tastverhältnis aufweist. Der Ausgang des Impulsbreitenmodulators 41e ist ein Steuerungssignal zur Durchführung einer Schaltansteuerung für das Schaltelement Q1 des oberen Zweigs. Ein Inverter 41f erzeugt ein Steuerungssignal zur Durchführung der Schaltansteuerung für das Schaltelement Q2 des unteren Zweigs. Ein Totzeitgenerator (DTM) 41g schlägt eine Totzeit auf das Steuerungssignal auf, um ein Leiten zwischen dem oberen Zweig und dem unteren Zweig zu vermeiden. Der Inverter 41f und der Totzeitgenerator 41g sind ebenfalls derart vorgesehen, dass sie anderen Schenkeln entsprechen. Die Steuerungselemente 41a bis 41g stellen einen Regelungsabschnitt bereit, der Tastverhältnisse der Steuerungssignale der Schaltelemente Q2 bis Q6 derart einstellt, dass eine Regelung der Spannung Vout, V2 der geladenen Batterie 14, die in den ersten und zweiten Batterien 13, 14 enthalten ist, auf eine Sollspannung Vout* durchgeführt wird.
Das aus dem Totzeitgenerator 41g ausgegebene Steuerungssignal wird einer Gatterschaltung 41h zugeführt. Die Gatterschaltung 41h steuert eine Ausgabezulassung (Start) oder einen Ausgabestopp eines Steuerungssignals entsprechend Auswahlsignalen T1, T2, T3. Die Gatterschaltung 41h ist durch eine Vielzahl von logischen UND-Schaltungen konfiguriert. Die Gatterschaltung 41h lässt die Ausgabe von Steuerungssignalen entsprechend einem Fall zu, bei dem die Auswahlsignale T1, T2, T3 auf hohen Pegeln sind. Die Gatterschaltung 41h stoppt die Ausgabe der Steuerungssignale entsprechend einem Fall, in dem die Auswahlsignale T1, T2, T3 auf niedrigen Pegeln sind. Die Gatterschaltung 41h stellt einen Phasenauswahlabschnitt bereit. Der Phasenauswahlabschnitt sendet Steuerungssignale, die aus dem Regelungsabschnitt ausgegeben werden, zu den Schaltelementen Q1, Q2, entsprechend den Phasenwicklungen, die einem Leiten unterzogen werden. Der Phasenauswahlabschnitt sendet Signale, die zum Ansteuern der Schaltelemente Q3 bis Q6 derart, dass sie AUS-Zustände annehmen, zu den Schaltelementen Q3 bis Q6 entsprechend den Phasenwicklungen, die nicht dem Leiten unterzogen werden.
Die Leistungsbestimmungseinheit 44 empfängt den Ausgangsstrom Iout und den Schwellenwert Ith1 und gibt die Auswahlsignale T1, T2, T3 aus. Die Leistungsbestimmungseinheit 44 bestimmt auf der Grundlage davon, ob der Ausgangsstrom Iout größer als der Schwellwert Ith1 ist oder nicht, ob die Ausgangsleistung Pout größer als ein Schwellwert Pth1 ist oder nicht. Wenn der Ausgangsstrom Iout größer als der Schwellwert Ith1 ist, befinden sich die Auswahlsignale T1, T2, T3 auf hohen Pegeln. Wenn der Ausgangsstrom Iout nicht größer als der Schwellwert Ith1 ist, wird lediglich das Auswahlsignal T1 auf einen hohen Pegel bestimmt, und befinden sich die Auswahlsignale T2, T3 auf niedrigen Pegeln.
Gemäß dieser Konfiguration werden, falls der Ausgangsstrom Iout größer als der Schwellwert Ith1 ist (Iout > Ith1), die Steuerungssignale zu allen Schaltelementen Q1 bis Q6 gesendet, um das Drei-Phasen-Leiten 3P durchzuführen. Falls der Ausgangsstrom Iout kleiner als der Schwellwert Ith1 ist (Iout < Ith1), oder der Ausgangsstrom Iout gleich dem Schwellwert Ith1 ist (Iout = Ith1), werden die Steuerungssignale lediglich zu den Schaltelementen Q1, Q2 entsprechend der X-Phasenwicklung gesendet, um das Ein-Phasen-Leiten 1P durchzuführen.
In diesem Fall steuert der Geringphasenleitungsabschnitt 42, der in den Schaltsteuerungsabschnitten 41, 42, 43 enthalten ist, die Umrichterschaltung 15 an, die mit der Batterie 13 mit der höheren Spannung verbunden ist, die in den ersten und zweiten Batterien 13, 14 enthalten ist. Die Schaltsteuerungsabschnitte 41, 42, 43 steuern die hochseitigen Schaltelemente Q7, Q9, Q11 der Umrichterschaltung 16, die mit der in den ersten und zweiten Batterien 13, 14 enthaltenen Batterie 14 mit niedriger Spannung verbunden ist, derart, dass sie sich in EIN-Zuständen befinden.
10 zeigt den Ausgangsstrom Iout und Steuerungssignale der Schaltelemente Q1 bis Q12, die ausgegeben werden, wenn das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Tiefsetzschaltung zum Laden aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 fungiert. Wie es in 10 gezeigt ist, sind die Steuerungssignale rechteckige Wellen mit einer Zeitdauer (Periode), TD während der das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Gleichstromsteller-(Chopper-)Schaltung fungieren kann.
Wenn der Ausgangsstrom Iout unterhalb des Schwellwerts Ith1 fällt, werden lediglich die Schaltelemente Q1, Q2 der Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltansteuerung der Schaltelemente Q3 bis Q6 wird gestoppt. Dadurch werden die Schaltelemente Q3 bis Q6 auf AUS-Zustände fixiert. Somit wird das Ein-Phasen-Leiten 1P durchgeführt. Die Schaltelemente Q7 bis Q12 der Umrichterschaltung 16 werden unveränderlich derart gesteuert, dass sie in einem Zustand sind, in dem Gleichstrom ausgegeben werden kann. Insbesondere werden die Schaltelemente Q7, Q9, Q11, die den oberen Zweig der Umrichterschaltung 16 bereitstellen, kontinuierlich derart angesteuert, dass sie sich in EIN-Zuständen befinden.
Zu dem Zeitpunkt t11 wird, wenn der Ausgangsstrom Iout den Schwellwert Ith1 überschreitet, das Drei-Phasen-Leiten 3P durchgeführt. In dem Drei-Phasen-Leiten 3P werden alle Schaltelemente Q1 bis Q6, die alle Zweige in der Umrichterschaltung 15 bereitstellen, der Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltelemente Q7 bis Q12 der Umrichterschaltung Q16 werden unveränderlich derart gesteuert, dass sie in einem Zustand sind, in dem Gleichstrom ausgegeben werden kann.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird in einem Bereich, in dem die Ausgangsleistung niedriger ist, das Ein-Phasen-Leiten 1P mit einem höheren Wirkungsgrad EFF ausgewählt. Zusätzlich wird in einem Bereich, in dem die Ausgangsleistung höher ist, das Drei-Phasen-Leiten 3P mit einem höheren Wirkungsgrad EFF ausgewählt. Somit wird die Anzahl der Phasen, die der Schaltsteuerung unterzogen werden, in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung geändert. Als Ergebnis kann ein höherer Wirkungsgrad EFF über den Bereich, in dem die Ausgangsleistung niedriger ist, und dem Bereich bereitgestellt werden, in dem die Ausgangsleistung höher ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Das zweite Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation, die auf dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beruht. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zwischen dem Ein-Phasen-Leiten 1P und dem Drei-Phasen-Leiten 3P geschaltet. Zusätzlich kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auch das Zwei-Phasen-Leiten 2P ausgewählt werden. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden mit Höherwerden der Ausgangsleistung Pout das Ein-Phasen-Leiten 1P, das Zwei-Phasen-Leiten 2P und das Drei-Phasen-Leiten 3P in dieser Reihenfolge ausgewählt.
11 zeigt ein Leistungsumwandlungsprozess 250. In dem Leistungsumwandlungsprozess 250 wird Schritt 254 anstelle von Schritt 154 angewendet. Zusätzlich wird der Schritt 261 angewendet.
In Schritt S254 werden zwei Schwellwerte Ith2, Ith3 verwendet. In Schritt 254 wird der Ausgangsstrom Iout mit den Schwellwerten Ith2, Ith3 verglichen. Der Schwellwert Ith2 ist kleiner als der Schwellwert Ith3. Falls der Ausgangsstrom Iout niedriger als der Schwellwert Ith2 ist, wird das Ein-Phasen-Leiten 1P ausgewählt. Falls der Ausgangsstrom Iout höher als der Schwellwert Ith2 und niedriger als der Schwellwert Ith3 ist, wird das Zwei-Phasen-Leiten 2P ausgewählt. Falls der Ausgangsstrom Iout höher als der Schwellwert Ith3 ist, wird das Drei-Phasen-Leiten 3P ausgewählt.
In Schritt 261 wird das Zwei-Phasen-Leiten 2P durchgeführt. In dem Zwei-Phasen-Leiten 2P wird ein Teil der Schaltelemente von einer der Umrichterschaltungen 15, 16 derart gesteuert, dass Elektrizität zu zwei Phasenwicklungen von einer der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 geleitet wird.
In Schritt S261 ist in Bezug auf Schritt 156 der Vielphasenleitungsabschnitt 43 vorgesehen. Schritt 261 stellt in Bezug auf Schritt 155 den Geringphasenleitungsabschnitt 42 bereit. In dem Zwei-Phasen-Leiten wird lediglich ein Teil der Schaltelemente von einer der Umrichterschaltungen 15, 16 der Schaltansteuerung unterzogen. In dem Zwei-Phasen-Leiten wird die andere der Umrichterschaltungen 15, 16 unveränderlich angesteuert. Somit wird Elektrizität zu einem Teil der Phasenwicklungen der Mehrphasen-Wicklungen 23, 24 geleitet.
In einem Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Tiefsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 zu zuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q1 bis Q6 der vorgelagerten (stromaufwärtigen) Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen. Die nachgelagerte (stromabwärtige) Umrichterschaltung 16 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q1 bis Q4 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung und der Y-Phasenwicklung zu leiten.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Hochsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q7 bis Q12 der nachgelagerten Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen. Die vorgelagerte Umrichterschaltung 15 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q7 bis Q10 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der U-Phasenwicklung und der V-Phasenwicklung zu leiten.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass das Leistungsumwandlungsgerät 10 als Hochsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 14 zu der Batterie 13 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q1 bis Q6 der nachgelagerten Umrichterschaltung 15 der Schaltansteuerung unterzogen. Die vorgelagerte Umrichterschaltung 16 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q1 bis Q4 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der X-Phasenwicklung und der Y-Phasenwicklung zu leiten.
In einem anderen Fall wird zugelassen, dass Leistungsumwandlungsgerät 10 als Tiefsetzschaltung fungiert, um Elektrizität aus der Batterie 14 zu der Batterie 13 zuzuführen. In diesem Fall wird lediglich ein Teil der Schaltelemente Q7 bis Q12 der vorgelagerten Umrichterschaltung 16 der Schaltansteuerung unterzogen. Die nachgelagerte Umrichterschaltung 15 wird unveränderlich angesteuert. Beispielsweise werden lediglich die Schaltelemente Q7 bis Q10 der Schaltansteuerung unterzogen, um Elektrizität lediglich zu der U-Phasenwicklung und der V-Phasenwicklung zu leiten.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird in Schritt 156, falls die Größe der übertragenen Leistung kleiner als der vorbestimmte erste Schwellewert Ith2 ist, eine Ein-Phasen-Leitungseinrichtung (ein Ein-Phasen-Leitungsabschnitt) bereitgestellt, die (der) Elektrizität zu einer Phasenwicklung leitet. In Schritt 156 wird, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung kleiner als der vorbestimmte Schwellwert Ith2 ist, der Geringphasenleitungsabschnitt 42 bereitgestellt, der Elektrizität zu einer vorbestimmten Anzahl von Phasenwicklungen leitet. Im Gegensatz dazu wird in Schritt 261, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der vorbestimmte Schwellwert Ith2 ist, der Vielphasenleitungsabschnitt 43 bereitgestellt, der Elektrizität zu Phasenwicklungen leitet, deren Anzahl größer als diejenige in Schritt 156 ist. In Schritt 261 wird, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der erste Schwellwert Ith2 und niedriger als der zweite Schwellwert Ith3 ist, der größer als der erste Schwellwert ist, eine Zwei-Phasen-Leitungseinrichtung (ein Zwei-Phasen-Leitungsabschnitt) bereitgestellt, die (der) Elektrizität zu zwei Phasenwicklungen leitet. In Schritt 261 wird, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung kleiner als der Schwellwert Ith3 ist, der Geringphasenleitungsabschnitt 42 bereitgestellt, der Elektrizität zu einer vorbestimmten Anzahl von Phasenwicklungen leitet. Im Gegensatz dazu wird in Schritt 155, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der dritte Schwellwert Ith3 ist, der Vielphasenleitungsabschnitt 43 bereitgestellt, der Elektrizität zu Phasenwicklungen leitet, deren Anzahl größer als diejenige in Schritt 261 ist. In Schritt 155 wird, falls die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der dritte Schwellwert Ith3 ist, eine Drei-Phasen-Leitungseinrichtung (ein Drei-Phasen-Leitungsabschnitt) bereitgestellt, die (der) Elektrizität zu drei Phasenwicklungen leitet.
Wie es in 12 gezeigt ist, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel zwischen dem Ein-Phasen-Leiten 1P, dem Zwei-Phasen-Leiten 2P und dem Drei-Phasen-Leiten 3P entsprechend den Schwellwerten Ith2, Ith3 geschaltet. Somit kann ein Wirkungsgrad EFF erhalten werden, der durch eine dicke durchgezogene Linie EMB2 angegeben ist.
13 zeigt ein Ausgangsstrom Iout und Steuerungssignale der Schaltelemente Q1 bis Q12, die ausgegebenen werden, wenn das Leistungsumwandlungsgerät 10 als eine Tiefsetzschaltung fungiert, um aus der Batterie 13 zu der Batterie 14 zu laden.
Wenn der Ausgangsstrom Iout unterhalb des Schwellwerts Ith2 fällt, werden lediglich die Schaltelemente Q1, Q2 der Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltansteuerung der Schaltelemente Q3 bis Q6 wird gestoppt. Dadurch werden die Schaltelemente Q3 bis Q6 auf AUS-Zustände fixiert. Somit wird das Ein-Phasen-Leiten 1P durchgeführt.
Zu dem Zeitpunkt t21 wird, falls der Ausgangsstrom Iout den Schwellwert Ith2 überschreitet, das Zwei-Phasen-Leiten 2P durchgeführt. In dem Zwei-Phasen-Leiten 2P werden lediglich die Schaltelemente Q1 bis Q4 der Schaltansteuerung unterzogen. Die Schaltansteuerung der Schaltelemente Q5 und Q6 wird gestoppt. Dadurch werden die Schaltelemente Q5 und Q6 auf AUS-Zustände fixiert. Somit wird das Zwei-Phasen-Leiten 2P durchgeführt.
Zum dem Zeitpunkt t22 wird, falls der Ausgangsstrom Iout den Schwellwert Ith3 überschreitet, das Drei-Phasen-Leiten 3P durchgeführt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden mit Erhöhen der Ausgangsleistung Pout das Ein-Phasen-Leiten 1P, das Zwei-Phasen-Leiten 2P und das Drei-Phasen-Leiten 3P in dieser Reihenfolge ausgewählt. Als Ergebnis kann ein höherer Wirkungsgrad EFF über den Bereich, in dem die Ausgangsleistung niedriger ist, und dem Bereich bereitgestellt werden, in dem die Ausgangsleistung höher ist.
(Drittes Ausführungsbeispiele)
Das dritte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation, die auf dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beruht. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Phasenwicklung, die dem Leiten in dem Ein-Phasen-Leiten 1P unterzogen wird, auf die X-Phasenwicklung fixiert. Alternativ dazu wird gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Phasenwicklung, die dem Leiten in dem Ein-Phasen-Leiten 1P unterzogen wird, zyklisch geändert.
14 zeigt eine Leistungsumwandlungsprozess 350. In dem Leistungsumwandlungsprozess 350 wird Schritt 364 zusätzlich zu dem Leistungsumwandlungsprozess 150 angewendet. In Schritt 364 wird ein Prozess zum zyklischen Ändern der Phasenwicklung, die dem Leiten unterzogen wird, auf der Grundlage einer Zeitdauer des Ein-Phasen-Leitens 1P durchgeführt. In Schritt 364 wird eine kontinuierliche Leitungsperiode aufgrund der Schaltansteuerung für eine Phasenwicklung auf eine vorbestimmte Periode begrenzt. In Schritt 364 wird, falls ein Leiten aufgrund der Schaltansteuerung für eine Phasenwicklung sich für eine vorbestimmte Periode fortgesetzt hat, eine Änderung zu der anderen Phasenwicklung durchgeführt. Beispielsweise werden in der Umrichterschaltung 15 und der Mehrphasen-Wicklung 23 eine Änderung von der X-Phasenwicklung zu der X-Phasenwicklung, eine Änderung von der Y-Phasenwicklung zu der Z-Phasenwicklung und eine Änderung von der Z-Phasenwicklung zu der X-Phasenwicklung bereitgestellt. Der Schritt 364 stellt eine Phasenänderungseinrichtung (einen Phasenänderungsabschnitt) bereit, die (der) die Phasenwicklung ändert, die dem Leiten durch die Geringphasenleitungseinrichtungen(-abschnitte) 42, 156 unterzogen wird.
15 zeigt ein Beispiel für den Betrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel. Das Ein-Phasen-Leiten 1P wird durch das Leiten zu der X-Phasenwicklung während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t31 bereitgestellt. Das Ein-Phasen-Leiten 1P wird durch das Leiten zu der Y-Phasenwicklung während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t31 und dem Zeitpunkt t32 bereitgestellt. Das Ein-Phasen-Leiten 1P wird durch das Leiten zu der Z-Phasenwicklung während der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t32 und dem Zeitpunkt t11 bereitgestellt.
Somit kann eine Konzentration von Lasten auf einen Teil der Schaltelemente und einen Teil der Phasenwicklungen unterdrückt werden. Beispielsweise kann ein Anstieg in der Temperatur aufgrund der Konzentration von Leiten auf einen Teil der Phasenwicklungen unterdrückt werden. Zusätzlich kann eine Verschlechterung (Verschleiß) eines Teils der Schaltelemente aufgrund der Konzentration der Schaltansteuerung auf den Teil der Schaltelemente unterdrückt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Das vierte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Leistungsumwandlung durch Leiten von Elektrizität zu einer vorbestimmten oder mehreren vorbestimmten Phasen durchgeführt. Alternativ dazu wird gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine Phase, die dem Leiten zu unterziehen ist, in Abhängigkeit von der Stoppposition des Rotors 21 der rotierenden elektrischen Maschine 12 ausgewählt. Dabei werden eine oder mehrere Phasen ausgewählt, die eine elektrischen Winkel verwirklichen, der am nächsten zu einem Winkel (d) einer d-Achse liegt, die durch den Magnetpol des Rotors 21 definiert ist.
16 zeigt einen Leistungsumwandlungsprozess 450. In dem Leistungsumwandlungsprozess 450 werden zusätzlich zu dem Leistungsumwandlungsprozess 250 die Schritt 463, 464, 465, 466 angewendet.
In Schritt 463 wird eine Stoppposition des Rotors 21 durch den Positionssensor 37 erfasst. Die Stoppposition des Rotors 21 ist durch den Winkel (d) auf der d-Achse gezeigt.
In Schritt 464 wird eine Phasenwicklung ausgewählt, die einen elektrischen Winkel verwirklicht, der am nächsten zu dem Winkel (d) auf der d-Achse liegt. In Schritt 156 wird das Ein-Phasen-Leiten 1P durchgeführt, indem Elektrizität zu der in Schritt 464 ausgewählten Phasenwicklung geleitet wird.
17 zeigt ein Beispiel für eine Stoppposition des Rotors 21. In 17 ist die Richtung d der d-Achse des Rotors 21 gezeigt. In dem Fall gemäß 17 ist ein elektrischer Winkel (x) der durch Leiten von Elektrizität zu der X-Phasenwicklung erhalten wird, am nächsten zu dem Winkel (d) auf der d-Achse. In diesem Fall wird in Schritt 464 die X-Phasenwicklung ausgewählt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 16 wird in Schritt 465 eine Stoppposition des Rotors 21 durch den Positionssensor 37 erfasst. In Schritt 466 werden zwei Phasenwicklungen ausgewählt, die den elektrischen Winkel verwirklichen, der am nächsten zu dem Winkel (d) auf der d-Achse ist. In Schritt 261 wird das Zwei-Phasen-Leiten 2P durch Leiten von Elektrizität zu den in Schritt 466 ausgewählten Zwei-Phasenwicklungen durchgeführt.
18 zeigt ein Beispiel für eine Stoppposition des Rotors 21. In 18 ist die Richtung d der d-Achse des Rotors 21 gezeigt. In dem Fall von 18 ist ein elektrischer Winkel (x + z), der durch Leiten von Elektrizität der X-Phasenwicklung und der Z-Phasenwicklung erhalten wird, am nächsten zu dem Winkel (d) auf der d-Achse. In diesem Fall werden in Schritt 466 die X-Phasenwicklung und die Z-Phasenwicklung ausgewählt.
Schritte 463, 465 stellen eine Positionserfassungseinrichtung (einen Positionserfassungsabschnitt) bereit, die (der) eine Stoppposition des Rotors 21 erfasst. Die Schritte 464, 466 stellen eine Phasenauswahleinrichtung (einen Phasenauswahlabschnitt) bereit, die (der) eine Phasenwicklung, die dem Leiten durch die Geringphasenleitungsabschnitte 42, 156, 261 zu unterziehen ist, auf eine Phasenwicklung einstellt, die einen elektrischen Winkel nahe an dem Winkel (d) auf der d-Achse an der Stoppposition des Rotors 21 bereitstellen kann. Schritt 464 stellt eine Phasenauswahleinrichtung (einen Phasenauswahlabschnitt) bereit, die (der) eine Phasenwicklung, die einen elektrischen Winkel, der am nächsten zu dem Winkel auf der d-Achse des Rotors 21 liegt, bereitstellen kann, wenn die Geringphasenleitungsabschnitte 156 Elektrizität zu einer Phasenwicklung leiten. Schritt 466 stellt eine Phasenauswahleinrichtung (einen Phasenauswahlabschnitt) bereit, die (der) Zwei-Phasenwicklungen auswählt, die einen elektrischen Winkel bereitstellen können, der am nächsten zu dem Winkel auf der d-Achse des Rotors 21 liegt, wenn der Geringphasenleitungsabschnitt 261 Elektrizität zu Zwei-Phasenwicklungen leitet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei Durchführung des Ein-Phasen-Leitens 1P oder des Zwei-Phasen-Leitens 2P die Richtung eines Magnetfeldes des Stators 22, das durch die Phasenwicklung verwirklicht wird, die dem Leiten unterzogen wird, in der Nähe der d-Achse des Rotors 21 positioniert. Somit wird die Drehung des Rotors 21 unterdrückt, selbst wenn die rotierende elektrische Maschine 12 als Teil des Leistungsumwandlungsgeräts 10 verwendet wird. Zusätzlich kann die Vibration des Rotors 21 aufgrund der Schaltansteuerung unterdrückt werden. Als Ergebnis können Geräusche (Störungen) aufgrund der Schaltansteuerung unterdrückt werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Es wird anerkannt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Konfigurationen begrenzt ist, sondern dass beliebige und alle Modifikationen, Variationen oder Äquivalente, die dem Fachmann in den Sinn kommen können, als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallend betrachtend sein sollten.
Beispielsweise können Einrichtungen und Funktionen, die durch das Steuerungsgerät bereitgestellt werden, lediglich durch Software, lediglich durch Hardware oder durch eine Kombination davon verwirklicht werden können. Beispielsweise kann das Steuerungsgerät durch analoge Schaltungen konfiguriert sein.
Das Ein-Phasen-Leiten 1P kann durch Leiten von Elektrizität zu der X-Phasenwicklung, der Y-Phasenwicklung oder der Z-Phasenwicklung bereitgestellt werden. Das Ein-Phasen-Leiten 1P kann durch Leiten von Elektrizität zu der U-Phasenwicklung, der V-Phasenwicklung oder der W-Phasenwicklung bereitgestellt werden. Weiterhin kann bei Leiten von Elektrizität zu den Phasenwicklungen, deren Anzahl geringer als die Anzahl aller Phasen ist, die Phasenwicklung, die dem Leiten unterzogen wird, zyklisch geändert werden. Beispielsweise kann in dem Zwei-Phasen-Leiten 2P die Kombination der Phasenwicklungen, die dem Leiten unterzogen werden, zyklisch geändert werden.
Nachstehend sind Ausgestaltungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zusammengefasst.
Es sei bemerkt, dass Bezugszeichen in runden Klammer, die den Patentansprüchen und dem nachfolgenden Absatz hinzugefügt sind, Entsprechungsbeziehungen zu Elementen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele angeben, und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Leistungsumwandlungsgerät bereitgestellt, das aufweist: eine rotierenden elektrischen Maschine (12), die einen Stator (22) mit ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen (23, 24), die derart angeordnet sind, dass sie voneinander in Bezug auf elektrische Winkel versetzt sind, und einen Rotor (21) aufweist; eine erste Umrichterschaltung (15), die zwischen einer ersten Batterie (13) und der ersten Mehrphasen-Wicklung (23) geschaltet ist; eine zweite Umrichterschaltung (16), die zwischen einer zweiten Batterie (14) und der zweiten Mehrphasen-Wicklung (24) geschaltet ist; eine Neutralpunktschaltung (25), die einen Neutralpunkt der ersten Mehrphasen-Wicklung (23) und einen Neutralpunkt der zweiten Mehrphasen-Wicklung (24) verbindet; und eine Steuerungseinrichtung (31), die eine Schaltansteuerung für zumindest einen Teil aus einer Vielzahl von in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen enthaltenen Schaltelementen durchführt und die Elektrizität zu zumindest einem Teil von Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen leitet, um elektrische Leistung zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie durch Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine als eine Drosselspule zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung weist auf: einen Bestimmungsabschnitt (37, 44, 154, 254), der die Größe der zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie übertragenen elektrischen Leistung bestimmt; und einen Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43), der die Anzahl der Phasenwicklungen ändert, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden. Gemäß dieser Konfiguration werden Phasenwicklungen verwendet, deren Anzahl zu der Größe der zwischen den Batterien übertragenen elektrischen Leistung angepasst ist. Somit können Charakteristiken des Leistungsumwandlungsgeräts in Abhängigkeit von der Änderung der Anzahl der Phasenwicklungen geändert werden.
Ein Leistungsumwandlungsgerät weist eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, eine erste Umrichterschaltung, die zwischen einer ersten Batterie und einer ersten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist, einen zweiten Umrichter, der zwischen einer zweiten Batterie und einer zweiten Mehrphasen-Wicklung geschaltet ist, eine Neutralpunktschaltung, die Neutralpunkte der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen verbindet, und eine Steuerungseinrichtung auf, die eine Schaltansteuerung für einen Teil von in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen enthaltenen Schaltelementen durchführt und die Elektrizität zu einem Teil der Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen leitet, um elektrische Leistung zwischen den ersten und zweiten Batterien unter Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine als eine Drosselspule zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung weist einen Bestimmungsabschnitt, der die Größe der zwischen den ersten und zweiten Batterien übertragenen elektrischen Leistung bestimmt, und einen Schaltsteuerungsabschnitt auf, der die Anzahl der Phasenwicklungen ändert, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-306914 A [0002]

Claims

Leistungsumwandlungsgerät, mit: einer rotierenden elektrischen Maschine (12), die einen Stator (22) mit ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen (23, 24), die derart angeordnet sind, dass sie voneinander in Bezug auf elektrische Winkel versetzt sind, und einen Rotor (21) aufweist, einer ersten Umrichterschaltung (15), die zwischen einer ersten Batterie (13) und der ersten Mehrphasen-Wicklung (23) geschaltet ist, einer zweiten Umrichterschaltung (16), die zwischen einer zweiten Batterie (14) und der zweiten Mehrphasen-Wicklung (24) geschaltet ist, einer Neutralpunktschaltung (25), die einen Neutralpunkt der ersten Mehrphasen-Wicklung (23) und einen Neutralpunkt der zweiten Mehrphasen-Wicklung (24) verbindet, und einer Steuerungseinrichtung (31), die eine Schaltansteuerung für zumindest einen Teil aus einer Vielzahl von in den ersten und zweiten Umrichterschaltungen enthaltenen Schaltelementen durchführt und die Elektrizität zu zumindest einem Teil von Phasenwicklungen der ersten und zweiten Mehrphasen-Wicklungen leitet, um elektrische Leistung zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie durch Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine als eine Drosselspule zu übertragen, wobei die Steuerungseinrichtung aufweist: einen Bestimmungsabschnitt (37, 44, 154, 254), der die Größe der zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie übertragenen elektrischen Leistung bestimmt, und einen Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43), der die Anzahl der Phasenwicklungen ändert, die dem Leiten durch die Schaltansteuerung unterzogen werden.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) die Anzahl der Phasenwicklungen verringert, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistungen niedriger wird.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) aufweist: einen Geringphasenleitungsabschnitt (42, 156, 261), der Elektrizität zu einer vorbestimmten Anzahl der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist, und einen Vielphasenleitungsabschnitt (43, 155, 261), der Elektrizität zu den Phasenwicklungen, deren Anzahl größer als diejenige der Phasenwicklungen des Geringphasenleitungsabschnitts ist, leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der vorbestimmte Schwellwert ist.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) aufweist: einen Ein-Phasen-Leitungsabschnitt (156), der Elektrizität zu einer der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist, und einen Drei-Phasen-Leitungsabschnitt (155), der Elektrizität zu drei der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der Schwellwert ist.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) aufweist: einen Ein-Phasen-Leitungsabschnitt (156), der Elektrizität zu einer der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung kleiner als ein erster Schwellwert ist, einen Zwei-Phasen-Leitungsabschnitt (261), der Elektrizität zu zwei der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen elektrischen Leistung größer als der erste Schwellwert und kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, der größer als der erste Schwellwert ist, und einen Drei-Phasen-Leitungsabschnitt (155), der Elektrizität zu drei der Phasenwicklungen leitet, wenn die Größe der übertragenen Leistung größer als der zweite Schwellwert ist.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 3, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) die Umrichterschaltung ansteuert, die mit der in den ersten und zweiten Batterien enthaltenen Batterie verbunden ist, die eine höhere Spannung aufweist.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 6, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) hochseitige Schaltelemente der Umrichterschaltung (16), die mit der in den ersten und zweiten Batterien enthaltenen Batterie verbunden ist, die eine niedrigere Spannung aufweist, derart unveränderlich ansteuert, dass sie sich in Ein-Zuständen befinden.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einem Spannungserfassungsabschnitt (32, 33), der Spannungen der ersten und zweiten Batterien erfasst, wobei der Schaltsteuerungsabschnitt (41, 42, 43) aufweist: einen Regelungsabschnitt (41a bis 41g), der Tastverhältnisse von Steuerungssignalen der Schaltelemente derart einstellt, dass eine Regelung der Spannung der geladenen Batterie, die in den ersten und zweiten Batterien enthalten ist, auf eine Sollspannung durchgeführt wird, und einen Phasenauswahlabschnitt (41h), der die aus den Regelungsabschnitt ausgegebenen Steuerungssignale zu den Schaltelementen entsprechend den Phasenwicklungen sendet, die dem Leiten unterzogen werden, und Signale, die zum Ansteuern der Schaltelemente derart, dass sie in Aus-Zuständen sind, zu den Schaltelementen entsprechend den Phasenwicklungen sendet, die nicht dem Leiten unterzogen werden.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 3, 6 und 7, weiterhin mit: einem Positionserfassungsabschnitt (37, 463, 465), der eine Stoppposition des Rotors erfasst, und einem Phasenauswahlabschnitt (464, 466), der die Phasenwicklung, die dem Leiten durch den Geringphasenleitungsabschnitt unterzogen wird, auf die Phasenwicklung einstellt, die einen elektrischen Winkel bereitstellt, der nahe an einem Winkel auf einer Achse an der Stoppposition des Rotors ist.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 9, wobei der Phasenauswahlabschnitt die Phasenwicklung, die einen elektrischen Winkel, der am nächsten zu dem Winkel auf der Achse des Rotors bereitstellt, wenn der Geringphasenleitungsabschnitt Elektrizität zu einem der Phasenwicklungen leitet.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 9, wobei der Phasenauswahlabschnitt zwei der Phasenwicklungen auswählt, die einen elektrischen Winkel bereitstellen, der am nächsten zu dem Winkel auf der Achse des Rotors ist, wenn der Geringphasenleitungsabschnitt Elektrizität zu zwei der Phasenwicklungen leitet.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 3, 6, 7, 9, 10 und 11, weiterhin mit einem Phasenänderungsabschnitt (364), der die Phasenwicklung ändert, die dem Leiten durch den Geringphasenleitungsabschnitt unterzogen wird.
Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Ausgangsleistung durch einen Ausgangsstrom wiedergegeben wird.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 13, wobei der Ausgangsstrom durch einen Strom wiedergegeben wird, der zu der Neutralpunktschaltung fließt.
Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 13, wobei der Ausgangsstrom durch die Summe von Strömen wiedergegeben wird, die zu den Mehrphasen-Wicklungen fließen.