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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorantriebssystem und betrifft eine Motorantriebsvorrichtung, die einen Synchronmotor antreibt und steuert, der zum Steuern der Drehzahl von beispielsweise Gebläsen, Pumpen, Kompressoren, Spindelmotoren usw. verwendet wird, in einer Positionierungsvorrichtung für Fördervorrichtungen und Werkzeugmaschinen verwendet wird und zum Steuern des Drehmoments in elektrisch unterstützten Einrichtungen oder dergleichen verwendet wird, und ein integriertes Motorsystem, ein elektrisch unterstütztes Betätigungssystem für eine Bremse, ein elektrisches Servolenkungssystem, ein Hydraulikpumpensystem, ein Luftfedersystem und ein Kompressorantriebssystem, die mit der Motorantriebsvorrichtung ausgestattet sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein kompakter und hocheffizienter Dreiphasen-Synchronmotor ist auf verschiedenen Gebieten von Industrie, Heimelektronik, Kraftfahrzeugen usw. weit verbreitet. Dieser Dreiphasen-Synchronmotor dreht sich durch elektromagnetische Kräfte, die zwischen einem Rotor und einem Stator wirken. Es gibt zwei elektromagnetische Kräfte: eine in einer Umfangsrichtung und die andere in einer radialen Richtung. Die elektromagnetische Kraft in einer Umfangsrichtung erzeugt ein Drehmoment, das den Rotor dreht, und die elektromagnetische Kraft in einer radialen Richtung erzeugt eine radiale elektromagnetische Kraft, die den Stator in Schwingungen versetzt.
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Da die radiale elektromagnetische Kraft als das Quadrat der magnetischen Flussdichte in einem Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator gegeben ist, hat die radiale elektromagnetische Kraft eine Hauptfrequenzkomponente, die zweimal so groß wie eine Grundfrequenz des Stroms ist. Diese radiale elektromagnetische Kraft mit einer Frequenz, die zweimal so groß wie die Grundfrequenz des Stroms ist, wird als eine zeitliche Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft bezeichnet. Die Schwingung, die mit der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft assoziiert ist, gewinnt im Vergleich mit anderen Faktoren dann Einfluss, wenn ein Drehmoment gleich Null oder gering ist. Durch diese Schwingungen wird ein elektromagnetischer Lärm erzeugt und der Lärm steigt durch die Resonanz mit einer Struktur.
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Die Schwingung, die der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet wird, beinhaltet eine Verformungsmode, die abhängig von einer Kombination der Anzahl der Pole des Magneten und der Anzahl der Schlitze des Stators auftritt. Zum Beispiel tritt in dem Fall eines Dreiphasen-Synchronmotors mit 10 Polen und 12 Schlitzen eine räumliche Verformungsmode zweiter Ordnung auf, bei der eine Verformung zu einer elliptischen Form auftritt. In dem Fall eines Dreiphasen-Synchronmotors mit 8 Polen und 12 Schlitzen tritt eine räumliche Verformungsmode vierter Ordnung auf, bei der eine Verformung zu einer quadratischen Form auftritt. Die Schwingung, die diesen Verformungsmoden zugeordnet ist, ist umgekehrt proportional zu der vierten Potenz der räumlichen Ordnung. Somit ist die Schwingung bei der räumlichen Verformungsmode zweiter Ordnung zehnmal oder mehr größer als die bei der räumlichen Verformungsmode vierter Ordnung.
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Als Gegenmaßnahme gegen die Schwingung in der räumlichen Mode zweiter Ordnung ist bis jetzt ein Ansatz verfolgt worden, bei dem die Anzahl der Pole und die Anzahl der Schlitze geändert wird. Da das Ändern der Anzahl der Pole und der Anzahl der Schlitze jedoch zu einer Änderung der Gestaltung eines Dreiphasen-Synchronmotors führt, steigen die Herstellungszeit und die Arbeitsstunden. Da es einen Kompromiss zwischen der Gestaltung der elektromagnetischen Kraft in einer Umfangsrichtung zum Unterdrücken des Rastmoments und der Drehmomentpulsation und der Gestaltung der elektromagnetischen Kraft in einer radialen Richtung zum Unterdrücken der Schwingung aufgrund der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft gibt, ist es darüber hinaus schwierig, die beiden Gestaltungsanforderungen nur durch Ändern der Anzahl der Pole und der Anzahl der Schlitze zu erfüllen.
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Eine Erfindung, die in der
Japanischen Patentoffenlegung Nr. 2008-17660 (nachstehend als Patentdokument 1 bezeichnet) beschrieben ist, befasst sich mit einer radialen elektromagnetischen Kraft mit einer Frequenz, die sechsmal so groß wie die obige Grundfrequenz des Stroms ist. Diese wird eine zeitliche Komponente sechster Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft genannt. In Patentdokument 1 ist beschrieben, dass Stromstärkebefehle erzeugt werden, um eine Schwingungskomponente, die einer solchen Komponente sechster Ordnung zugeordnet ist, zu unterdrücken. Stromstärkebefehle werden in der Weise erzeugt, dass vorab eine Stromstärke-Drehmoment-Zuordnung erzeugt wird und ein Stromstärkebefehls-Erzeuger einen Stromstärkebefehl unter Verwendung der Zuordnung gemäß einem vorgegebenen Drehmomentbefehl erzeugt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Als Anforderungsspezifikation für Dreiphasen-Synchronmotoren ist neben dem Drehmoment und der Drehzahl auch die Schallarmut wichtig. Insbesondere für elektrische Systeme, die von einem Dreiphasen-Synchronmotor angetrieben werden, gibt es hohe Anforderungen bezüglich der Schallarmut, wenn der Motor unter leichter Last wie etwa einem Drehmoment von null und einem geringem Drehmoment arbeitet. Für elektrische Anlagen, insbesondere diejenigen an Kraftfahrzeugen, ist es hinsichtlich des Installationsraums für ein System, das einen Dreiphasen-Synchronmotor verwendet, der Gewichtsreduktion und der Kosten schwierig, Gegenmaßnahmen gegen Schwingungen und Lärm mit schwingungsdämpfenden Materialien, schallabsorbierenden Materialien usw. zu ergreifen.
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Folglich wird auf einen Dreiphasen-Synchronmotor gehofft, der die Schallarmut berücksichtigt. Der Lärm eines Dreiphasen-Synchronmotors wird infolge der Schwingung, die der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet ist, in Resonanz mit einer Struktur erzeugt, und der Lärm ist dann vorherrschend, wenn der Motor unter leichter Last arbeitet. Ein in dem Patentdokument 1 des Standes der Technik beschriebener Ansatz unterdrückt die Schwingungen und den Lärm, die einer zeitlichen Komponente sechster Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet sind. Jedoch ist die zeitliche Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft, mit der sich die vorliegende Erfindung befasst, größer als die zeitliche Komponente sechster Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft und das Verringern der Schwingungen und des Lärms, die der Komponente zweiter Ordnung zugeordnet sind, ist ein Problem, das angegangen werden muss.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Synchronmotor-Antriebssystem bereitzustellen, das Schwingungen reduziert, die der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft in einem Dreiphasen-Synchronmotor zugeordnet sind, und eine d-Achsen-Stromstärke und eine q-Achsen-Stromstärke steuert, um Lärm, der als Ergebnis der Schwingungen in Resonanz mit einer Struktur erzeugt wird, zu reduzieren.
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Eine Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Motorsteuervorrichtung auf, die einen Leistungsumsetzer, der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umsetzt, einen Synchronmotor, der mit dem Leistungsumsetzer verbunden ist, und/oder einen Controller, der eine Rotorposition und Motorstromstärken des Synchronmotors detektiert und eine PWM-Steuerung der Motorstromstärken als Antwort auf eine detektierte Position durchführt, umfasst. Der Controller veranlasst, dass eine voreingestellte negative d-Achsen-Stromstärke fließt, wenn eine q-Achsen-Stromstärke bei etwa 0 liegt.
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Eine Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Motorsteuervorrichtung, die einen Leistungsumsetzer, der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umsetzt, einen Synchronmotor, der mit dem Leistungsumsetzer verbunden ist, und einen Controller, der eine Rotorposition und Motorstromstärken des Synchronmotors detektiert und eine PWM-Steuerung der Motorstromstärken als Antwort auf eine detektierte Position durchführt, umfasst. Der Controller veranlasst, dass eine vorgegebene negative d-Achsen-Stromstärke in einen Motor fließt, in dem eine q-Achsen-Stromstärke kleiner oder gleich einem vorgegebenen Stromstärkewert ist und eine d-Achsen-Induktivität und eine q-Achsen-Induktivität im Wesentlichen übereinstimmen. Der Controller veranlasst, dass eine vorgegebene negative d-Achsen-Stromstärke in einen Motor fließt, in dem sich die d-Achsen-Induktivität und die q-Achsen-Induktivität unterscheiden, und veranlasst, dass die negative d-Achsen-Stromstärke mit einer Zunahme der q-Achsen-Stromstärke zunimmt.
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In Übereinstimmung mit einem Motorantriebssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Lärm, der infolge der Schwingungen in Resonanz mit einer Struktur erzeugt wird, zu verringern, wenn das Drehmoment null oder gering ist. Darüber hinaus ist es möglich, den Lärm selbst dann zu verringern, wenn das Drehmoment hoch ist, jedoch ist der Grad der Verringerung kleiner als dann, wenn das Drehmoment gering ist.
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Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch Ausführungsformen ersichtlich werden, die unten beschrieben werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Dreiphasen-Synchronmotor-Antriebssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet;
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2 stellt Stromstärke-Betriebspunkte in einem Strombefehls-Umsetzer 3 in 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
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3 zeigt die Struktur eines Controllers 2 in einem Blockdiagramm in 1;
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4 ist eine Darstellung eines elektrisch unterstützten Aktors für eine Bremse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine Darstellung einer elektrischen Servolenkung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Darstellung eines allgemeinen Pumpenantriebssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine Darstellung einer Außeneinrichtung einer Klimaanlage gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine Darstellung eines Aufzugsystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist eine Darstellung eines Schienenfahrzeugsystems gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Unter Verwendung von 1 bis 3 sind Beschreibungen zu einer ersten Ausführungsform bereitgestellt, die ein Dreiphasen-Synchronmotor-Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Ein Dreiphasen-Synchronmotor-Antriebssystem 4, das in 1 abgebildet ist, soll einen Dreiphasen-Synchronmotor 1 antreiben und ist so ausgebildet, dass es einen Controller 2, einen Stromstärkebefehls-Umsetzer 3 und den Dreiphasen-Synchronmotor 1, der angetrieben werden soll, umfasst.
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Zunächst ist die Struktur des Controllers 2 kurz mit Bezug auf 3 beschrieben. Der Controller 2 besteht aus einem Koordinatenumsetzer dq 21, einer Spannungsbefehls-Recheneinheit 22, einem Koordinatenumsetzer UVW 23, einem Ansteuersignalgenerator 24 und einem Leistungsumsetzer 25. Dreiphasen-Stromstärken Iuc, Ivc, Iwc und eine Rotorphase θ, die detektiert worden sind, werden zuerst von dem Koordinatenumsetzer dq 21 in einen d-Achsen-Stromstärke-Detektionswert Idc und einen q-Achsen-Stromstärke-Detektionswert Iqc umgesetzt. Dann werden eine Differenz zwischen einem d-Achsen-Stromstärkebefehlswert Id*, der von dem Stromstärkebefehls-Umsetzer 3 ausgegeben wird, und dem d-Achsen-Stromstärkedetektionswert Idc und eine Differenz zwischen einem q-Achsen-Stromstärkebefehlswert Iq* und dem q-Achsen-Stromstärkedetektionswert Iqc in die Spannungsbefehls-Recheneinheit 22 eingegeben. Die Spannungsbefehls-Recheneinheit 22 gibt einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd* und einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq* aus.
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Unter Verwendung der detektierten Rotorphase θ gibt der Koordinatenwandler UVW 23 einen U-Phasen-Spannungsbefehlswert Vu*, einen V-Phasen-Spannungsbefehlswert Vv* und einen W-Phasen-Spannungsbefehlswert Vw* aus. Auf der Basis dieser Spannungsbefehlswerte erzeugt der Ansteuersignalgenerator 24 Pulsbreitenmodulationssignale und gibt eine U-Phasen-Stromstärke Iu, eine V-Phasen-Stromstärke Iv und eine W-Phasen-Stromstärke Iw aus, die den Leistungsumsetzer 25 ansteuern.
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Um die Stromstärken für den Dreiphasen-Synchronmotor 1 zu detektieren, ist es wünschenswert, die Dreiphasen-Stromstärken, die von dem Controller 2 in den Dreiphasen-Synchronmotor 1 eingespeist werden, direkt mit einem Stromstärkedetektor 5 zu detektieren, wie in 1 gezeigt. Eine Alternative ist es, einen Gleichstrom zu detektieren, der durch einen Nebenwiderstand 26 fließt, der in 3 gezeigt ist, und die Dreiphasenstromstärken zu reproduzieren; die Stromstärken Iuc, Ivc, Iwc können verwendet werden.
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Obwohl es wünschenswert ist, einen Positionssensor wie beispielsweise einen Drehmelder zu verwenden, um eine Rotorphase des Dreiphasen-Synchronmotors 1 zu detektieren, kann es eine Alternative sein, eine Ausgabe einer positionssensorlosen Steuerung zu verwenden, die eine Rotorphase aus Dreiphasen-Stromstärken und Dreiphasen-Spannungen eines Motors schätzt.
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Als nächstes ist die Struktur des Stromstärkebefehls-Umsetzers 3 kurz beschrieben. Der Stromstärkebefehls-Umsetzer 3 empfängt die Eingabe eines Drehmomentbefehls τ* und gibt einen d-Achsen-Stromstärkebefehlswert Id* und einen q-Achsen-Stromstärkebefehlswert Iq* aus. Ein Stromstärkebefehl wird durch Auswählen eines der Stromstärke-Betriebspunkte der Linien k32 bis k34 in 2 in Abhängigkeit von einem Drehmomentbefehl und den Eigenschaften des Dreiphasen-Synchronmotors erzeugt. Indem veranlasst wird, dass der Motorbetrieb den Stromstärkebefehlswerten auf der Grundlage dieser Stromstärke-Betriebspunkte folgt, wird eine Schwingungsauslenkung, die einer zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet ist, reduziert und der resultierende Lärm verringert. Einzelheiten zu den Linien k32 bis k34 in 2 werden nachstehend beschrieben.
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Die Schwingungsauslenkung, die der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet ist, hat eine Charakteristik, die in der Gleichung (1) gemäß einer einfachen Berechnung der magnetischen Flussdichte in einem Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator eines Motors ausgedrückt ist. x ist die Schwingungsauslenkung, k eine Proportionalitätskonstante, Ke eine Konstante induzierter Spannung, kd eine Proportionalkonstante der d-Achse, Id eine d-Achsen-Stromstärke, kq eine Proportionalitätskonstante der q-Achse und Iq eine q-Achsen-Stromstärke. Diese Konstanten k, Ke, Kd und kq werden durch Experiment oder Berechnung erhalten.
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Als nächstes ist das Drehmoment des Dreiphasen-Synchronmotors 1 durch Gleichung (2) ausgedrückt. T ist das Drehmoment, P die Anzahl der Polpaare, Ld die d-Achsen-Induktivität und Lq die q-Achsen-Induktivität.
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Durch Kombination der Gleichungen (1) und (2) wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Stromstärke-Betriebspunkt hergeleitet, der Schwingungen minimiert, und dieser Stromstärke-Betriebspunkt wird verwendet. 2 stellt die Stromstärke-Betriebspunkte der d-Achsen-Stromstärke und der q-Achsen-Stromstärke dar, die in der vorliegenden Ausführungsform hergeleitet werden. Eine gerade Linie k32, eine gekrümmte Linie k33 und eine gerade Linie k34 durchlaufen eine vordefinierte d-Achsen-Stromstärke, wenn die q-Achsen-Stromstärke null beträgt. Eine gekrümmte Linie k31 ist eine Maximaldrehmomentkurve, auf der das Drehmoment bei einer gegebenen Stromstärke, die herkömmlicherweise verwendet worden ist, maximiert ist.
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Die gerade Linie k32 ist eine Kurve, die Schwingungen in einem Oberflächenpermanentmagnetmotor, bei dem die d-Achsen-Induktivität und die q-Achsen-Induktivität im Wesentlichen übereinstimmen, minimiert. Diese Kurve ist eine Linie, die ein Fließen der vorgegebenen negativen d-Achsen-Stromstärke bedeutet, was durch die gerade Linie k32 in 2 dargestellt ist. Das heißt, dass veranlasst wird, dass eine voreingestellte negative d-Achsen-Stromstärke fließt, wenn die q-Achsen-Stromstärke bei etwa 0 liegt.
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Die gekrümmte Linie k33 ist eine Kurve, die Schwingungen in einem Innenraumpermanentmagnetmotor minimiert, bei dem sich die d-Achsen-Induktivität und die q-Achsen-Induktivität unterscheiden. Diese Kurve ist eine quadratische Kurve, die durch die gekrümmte Linie k33 in 2 angegeben ist. Um die Berechnung zu vereinfachen, kann eine gerade Linie, durch die die quadratische Kurve angenähert worden ist, die durch die gerade Linie k34 repräsentiert wird, anstelle der gekrümmten Linie k33 in 2 verwendet werden. Durch Verwenden einer der Linien k32 bis k34, die für einen Dreiphasen-Synchronmotortyp geeignet ist, ist es möglich, die Schwingungsauslenkung, die der zeitlichen Komponente zweiter Ordnung der radialen elektromagnetischen Kraft zugeordnet ist, zu reduzieren.
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Selbst in dem Fall einer Generatorbetriebsart, bei der die q-Achsen-Stromstärke negativ ist, ist es möglich, den gleichen Effekt des Verringerns der Schwingungen und des Lärms wie in einer Motorbetriebsart zu erzielen, indem die Stromstärke-Betriebspunkte in der zweiten Quadratur wie jene in 2 liniensymmetrisch in Bezug auf die d-Achsen-Stromstärke gemacht werden. Das heißt, dass für einen Motor, bei dem sich die d-Achsen-Induktivität und die q-Achsen-Induktivität unterscheiden, veranlasst wird, dass eine vordefinierte negative d-Achsen-Stromstärke in den Motor fließt und dass die negative d-Achsen-Stromstärke mit einer Zunahme der q-Achsen-Stromstärke zunimmt.
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Ein Motorantriebssystem, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, macht es möglich, Schwingungen zu reduzieren und eine Zunahme des magnetischen Lärms aufgrund von Resonanz unabhängig von einem Dreiphasen-Synchronmotor-Typ zu verhindern.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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4 zeigt die Struktur eines elektrisch unterstützten Aktors für eine Bremse. Der elektrisch unterstützte Aktor für eine Bremse 41 weist ein Dreiphasen-Synchronmotor-Antriebssystem 4 auf, das den Druck des Fluids im Inneren einer primären Hydraulikkammer 43 steuert und damit eine regenerative Bremskraft und eine Reibungsbremskraft einstellt, die die Bremszangen 44a bis 44d anzieht. Da dieser elektrisch unterstützte Aktor für eine Bremse 41 eine Kraft, die auf den Fluiddruck reagiert, an den Fahrer über ein Bremspedal 42 vermittelt, ist die Empfindlichkeit des Fahrers für Schwingungen und Lärm hoch. Es gibt einen starken Bedarf an Lärmunterdrückung, d. h. dem Verringern von Schwingungen und Lärm, die dem Dreiphasen-Synchronmotor zugeordnet sind, und zwar insbesondere dann, wenn der Motor in einem niedrigen Drehmomentbereich arbeitet, während der Fahrer das Bremspedal leicht drückt, und wenn der Motor unter Bedingungen arbeitet, die von dem Fahrer nicht beabsichtigt sind. Als Antwort auf diesen Bedarf ist es durch die Verwendung des Motorantriebssystems 4, das in dem Abschnitt der ersten Ausführungsform beschrieben ist, möglich, Schwingungen in einem Stoppzustand oder einem Zustand mit niedrigem Drehmoment zu verringern und einen schwingungsarmen, lärmarmen Aktor als elektrisch unterstützten Aktor für eine Bremse zu verwirklichen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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5 zeigt die Struktur einer elektrischen Servolenkung. Die elektrische Servolenkung 51 detektiert das Drehmoment des Lenkrads 52 durch einen Drehmomentsensor 53, unterstützt die Lenkkraft als Antwort auf eine Eingabe von dem Lenkrad 52 mit Hilfe eines Dreiphasen-Synchronmotors 1 in einem Synchronmotor-Antriebssystem 4 und über einen Lenkunterstützungsmechanismus 54 und liefert eine Ausgabe an einen Lenkmechanismus 55. Reifen 56 werden durch den Lenkmechanismus 55 gelenkt. Diese elektrische Servolenkung 51 ist über das Lenkrad 52 direkt mit dem Fahrer verbunden und die Empfindlichkeit des Fahrers gegenüber Schwingungen und Lärm ist hoch. Schwingungen und Lärm, die dem Dreiphasen-Synchronmotor zugeordnet sind, sind größer als für andere Fahrzeugstrukturen, und zwar insbesondere in einem Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad 52 langsam dreht, und in einem Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad stillhält. Aber durch Verwenden des Motorantriebssystems 4, das in dem Abschnitt der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ist es möglich, Schwingungen in einem Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad 52 langsam dreht, und in einem Zustand, in dem der Fahrer das Lenkrad stillhält, zu reduzieren und eine schwingungsarme, lärmarme elektrische Servolenkung zu verwirklichen.
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(Vierte Ausführungsform)
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Als nächstes ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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6 zeigt die Struktur eines allgemeinen Pumpenantriebssystems und dies wird in einem Kraftfahrzeug bei der Getriebehydraulik und der Bremshydraulik verwendet. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 4 ein Synchronmotor-Antriebssystem 4, das in 1 dargestellt ist, und eine Ölpumpe 61 ist an einem Dreiphasen-Synchronmotor 1 angebracht. Der Hydraulikdruck eines Hydraulikkreises 62 wird von der Ölpumpe 61 gesteuert. Der Hydraulikkreis 62 besteht aus einem Tank 63, der Öl speichert, einem Entlastungsventil 64, das den hydraulischen Druck kleiner oder gleich einem Einstellungswert hält, einem Magnetventil 65, das den Hydraulikkreis schaltet, und einem Zylinder 66, der als ein hydraulischer Aktor fungiert.
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Die Ölpumpe 61 erzeugt einen Hydraulikdruck unter der Steuerung des Synchronmotor-Antriebssystems 4, das die Ölpumpe 61 umfasst, und treibt den Zylinder 66 an, der der hydraulische Aktor ist. In dem. Hydraulikkreis ändert sich dann, wenn der Kreis von dem Magnetventil 65 umgeschaltet wird, die Last der Ölpumpe 61. Eine Laststörung tritt in dem Synchronmotor-Antriebssystem 4 auf und der Dreiphasen-Synchronmotor 1 schwingt und erzeugt Lärm. Durch die Verwendung des Motorantriebssystems 4, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ist es jedoch möglich, Schwingungen und Lärm in einem Stoppzustand oder einem Zustand mit niedrigem Drehmoment zu reduzieren.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Als nächstes ist eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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7 stellt eine Außeneinrichtung 71 einer Klimaanlage in einer Zimmerklimaanlage oder einer Paketklimaanlage dar. Die Außeneinrichtung 71 der Klimaanlage umfasst einen Dreiphasen-Synchronmotor 1, einen Controller 2 und eine Stromstärkebefehlseinheit 3 und ist mit Komponenten wie etwa einem Kompressor 72 und einem Gebläse ausgebildet. Unter diesen ist die Leistungsquelle des Kompressors 72 der Dreiphasen-Synchronmotor 1, der in den Kompressor eingebaut ist.
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Jahr für Jahr werden Fortschritte beim Verringern der Schwingungen und des Lärms in Klimaanlagen gemacht. Es besteht ein Bedarf, eine schwingungsarmen und lärmarme Klimaanlage zu erzielen, und zwar insbesondere in einem Bereich von niedrigem Drehmoment bis hohem Drehmoment. Aber in bereits bestehenden Motorantriebssystemen nimmt dann, wenn die Schwingung des Dreiphasen-Synchronmotors mit einem Resonanzpunkt einer Struktur zusammenfällt, der Lärm zu. Folglich wurden bisher Gegenmaßnahmen unternommen, um Schwingungen und Lärm mit schwingungsdämpfenden Materialien und schallabsorbierenden Materialien zu verringern. Durch die Verwendung des Motorantriebssystems 4, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ist es möglich, eine Reduktion von Schwingungen und Lärm zu verwirklichen.
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Das obige Motorantriebssystem kann in einem Luftfedersystem als einem System, das Kompressionselemente verwendet, eingesetzt werden.
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(Sechste Ausführungsform)
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Als nächstes ist eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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8 zeigt die Struktur eines Aufzugssystems. Das Aufzugsystem 81 besteht aus der Hebeeinrichtung 82, die einen Dreiphasen-Synchronmotor 4 umfasst, einem Gegengewicht 83, einem Maschinenraum 84 und einer Kabine 85. Unter diesen ist der Dreiphasen-Synchronmotor, der in die Hebeeinrichtung eingebaut ist, die Leistungsquelle der Hebeeinrichtung.
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Der Maschinenraum 84 ist in dem Aufzugssystem in der Nähe des Fahrgastraums angeordnet und die Empfindlichkeit für ein Verringern von Schwingungen und Lärm ist hoch. Durch die Verwendung des Motorantriebssystems 4, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ist es möglich, sowohl Spezifikationen hinsichtlich der Installationsraumbeschränkung und des Gewichts als auch Spezifikationen hinsichtlich der Schwingungen und des Lärms zu erfüllen
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(Siebte Ausführungsform)
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Als nächstes ist eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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9 zeigt ein Schienenfahrzeugsystem, das durch Dreiphasen-Synchronmotoren angetrieben wird. Das Schienenfahrzeugsystem 91 besteht aus einem Schienenfahrzeug 92 und Fahrzeugantriebssystemen 93a bis 93d. Jedes der Fahrzeugantriebssysteme 93a bis 93d umfasst ein Synchronmotor-Antriebssystem 4 und jedes Rad wird durch einen Dreiphasen-Synchronmotor angetrieben. Im Falle von Schienenfahrzeugen überwiegen der Fahrlärm und der Fahrtwindlärm, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wogegen der Schwingungslärm aus den Dreiphasen-Synchronmotoren zu einer Hauptquelle von Lärm wird, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt. Während der Fahrt des Schienenfahrzeugs mit geringer Last, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt und langsam beschleunigt und verzögert, wird der Lärm, der auf solche Schwingungen zurückzuführen ist, besonders bemerkbar. Somit ist es durch die Verwendung des Motorantriebssystems 4, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, möglich, eine Reduzierung von Schwingungen und Lärm zu verwirklichen, wenn das Schienenfahrzeug bei einem niedrigen Drehmoment und in einem Niederlastbereich beschleunigt und verzögert.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend spezifisch beschrieben worden sind, ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Obwohl die beschriebenen Ausführungsformen prinzipiell die Verwendung einer Motorbetriebsart voraussetzen, bei der eine q-Achsen-Stromstärke positiv ist, kann der Effekt des Verringerns von Schwingungen und Lärm auch noch in einer Generatorbetriebsart erzielt werden, bei der der Motor von außen angetrieben wird und eine q-Achsenstromstärke negativ ist, indem dem Motor in der gleichen Weise wie in der Motorbetriebsart eine negative d-Achsen-Stromstärke zugeführt wird.
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Merkmale, Komponenten und spezielle Einzelheiten der Strukturen der oben beschriebenen Ausführungsformen können ausgetauscht oder kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen, die für die jeweilige Anwendung optimiert sind, zu bilden. Soweit diese Änderungen für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sind, sollen sie implizit durch die obige Beschreibung offengelegt sein, ohne dass explizit jede mögliche Kombination spezifiziert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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