DE112017007550T5 - Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Wenn die Verbindung zwischen einer Gleichstromenergiequelle und einer Multigruppen-Multiphasen-Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung unterbrochen ist, steuert eine Steuervorrichtung Schaltvorrichtungen derart, dass die entsprechenden Zustände der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen, die in der Multigruppen-Multiphasen-Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung umfasst sind, jeweils stufenweise von einem Phasen-Kurzschlusszustand in einen Gesamtphasen-Unterbrechungszustand zu unterschiedlichen Zeitpunkten geschaltet werden.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug anzubringen ist, oder etwas Ähnliches, und insbesondere eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung mit unabhängigen Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen in einem Stator und aus Permanentmagneten gebildete Magnetfeldpole in einem Rotor.
• Stand der Technik
• In den vergangenen Jahren, als ein Fahrzeug, bei welchem Energie eingespart wird und die Umwelt berücksichtigt wird, haben Hybridfahrzeuge und Elektroautomobil Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Ein Hybridfahrzeug hat einen Elektromotor als eine Antriebsenergiequelle zusätzlich zu einem konventionellen Motor. Ein Elektroautomobil hat einen Elektromotor als eine Antriebsenergiequelle. Ein Hybridfahrzeug und ein Elektroautomobil veranlassen jeweils einen Inverter eine in einer Batterie gespeicherte elektrische Gleichstromleistung in eine elektrische Wechselstromleistung umzuwandeln, um einen Elektromotor anzutreiben, und fährt mit dem Elektromotor als eine Antriebsenergiequelle.
• Im Allgemeinen wird in einem Hybridfahrzeug ein Motorgenerator mit einer Elektro-Energieerzeugungsfunktion als eine Antriebsenergiequelle angewendet, um zu veranlassen, dass das Fahrzeug fährt. Eine als der Motorgenerator ausgebildete elektrische Rotationsmaschine erzeugt elektrische Energie unter Verwendung einer Rotationsenergie, die erzeugt wird, wenn der Motor betrieben wird, und führt eine regenerative Energieerzeugung unter Verwendung einer von Rädern übertragenen Rotationsenergie aus, wenn das Fahrzeug trägheitsbedingt fährt. Die durch die elektrische Rotationsmaschine erzeugte elektrische Wechselstromleistung wird in eine elektrische Gleichstromleistung durch einen Inverter umgewandelt und dann in einer Batterie gespeichert.
• In der konventionellen Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung, die wie in der oben beschriebenen Weise ausgebildet ist, gibt es, falls die elektrische Rotationsmaschine eine elektrische Leistung erzeugt, beispielsweise das Phänomen, dass ein in einer Steuervorrichtung vorgesehenes Verbindungselement von einem mit der Batterie verbundenen Energiequellen-Leitungselement getrennt wird oder dass ein zwischen dem Verbindungselement und dem Energiequellen-Leitungselement eingeführter Schutzschalter oder etwas Ähnliches geöffnet wird, eine Energie, welche von der elektrischen Rotationsmaschine an die Batterie zugeführt wurde, zu einem Gleichstromladeabschnitt des Inverters in der Steuervorrichtung zugeführt wird und somit ein schneller Spannungsanstieg in dem Gleichstrom-Ladeabschnitt des Inverters auftreten kann. Solch ein schneller Spannungsanstieg in dem Gleichstrom-Ladeabschnitt des Inverters kann ein Problem verursachen, wie beispielsweise eine Verschlechterung oder einen Bruch eines in dem Inverter umfassten Schaltkreiselements der den Inverter umfassenden Steuervorrichtung.
• Um zu verhindern, dass das vorstehende Problem verursacht wird, ist beispielsweise, was im Patentdokument1 beschrieben ist, ein Überspannungsbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Überspannung in dem Ausgangsschaltkreis der elektrischen Rotationsmaschine vorgesehen; falls das Überspannungsbestimmungsmittel bestimmt, dass eine Überspannung in dem Ausgangsschaltkreis der elektrischen Rotationsmaschine aufgetreten ist, wird eine Elektro-Energie-Umwandlungsvorrichtung, umfassend einen Inverter, derart gesteuert, dass ein Phasen-Kurzschlussschaltkreis in der elektrischen Rotationsmaschine verursacht wird, sodass ein Anstieg in der Energiequellenspannung reduziert wird und die Energiequellenspannung schnell abnimmt. Im Ergebnis wird es ermöglicht, dass in der Steuervorrichtung verwendete Schaltkreiselemente oder Vorrichtungen davor geschützt werden, dass diese zu Bruch gehen oder verschlechtert werden, durch eine Spannung.
• Stand der Technik Literatur
• Patentdokument
• Patentdokument 1 japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 4675299
• Offenbarung der Erfindung
• Gelöste Aufgaben der Erfindung
• In der in dem vorstehenden Patentdokument1 beschriebenen konventionellen Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung wird, da jedes Mal wenn die Verbindung zwischen der Steuervorrichtung und der Batterie abgeschnitten wird, ein Drei-Phasen-Kurzschlussschaltkreis an der elektrischen Rotationsmaschine angelegt, erzeugt ein in der elektrischen Rotationsmaschine fließender Kurzschlussstrom ein Bremsdrehmoment in der elektrischen Rotationsmaschine und somit wird eine kinetische Energie des Fahrzeugs vermindert. Wenn die elektrische Rotationsmaschine in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand kommt, wird es nicht ermöglicht, dass die anderen Fahrzeugvorrichtungen mit elektrischer Leistung unter Verwendung einer Induktionsspannung in der elektrischen Rotationsmaschine versorgt werden. Entsprechend ist es notwendig, den Zustand der elektrischen Rotationsmaschine von dem Drei-Phasen-Kurzschlusszustand zu dem Gesamtphasen-Abschaltzustand zu wechseln.
• Allerdings, da, wenn die elektrische Rotationsmaschine in den Gesamtphasen-Abschaltzustand kommt, der Strom, der in der elektrischen Rotationsmaschine zu einem Zeitpunkt des Drei-Phasen-Kurzschlusszustand geflossen ist, steil abgeschnitten wird, verursacht eine magnetische Energie in der Motorspule einen plötzlichen Anstieg in der Energiequellenspannung. Der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung kann ein Problem verursachen; beispielsweise können in der Steuervorrichtung verwendete Schaltkreiselemente oder Verbraucher der elektrischen Rotationsmaschine durch eine Überspannung verschlechtert werden oder zu Bruch gehen.
• Zusätzlich, falls, wenn der Motor betrieben wird, die Rotationsgeschwindigkeit der elektrischen Rotationsmaschine ansteigt, die Induktionsspannung in der elektrischen Rotationsmaschine ansteigt und somit die Energiequellenspannung für den Inverter eine Überspannung wird, ist es notwendig, den Zustand der elektrischen Rotationsmaschine von dem Gesamtphasen-Abschaltzustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschlusszustand zu wechseln. Allerdings, da, wenn die elektrische Rotationsmaschine in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand kommt, das in der elektrischen Rotationsmaschine erzeugte Bremsdrehmoment vorübergehend groß wird und dann bei einem konstanten Wert stabilisiert wird, schwankt das Bremsdrehmoment der elektrischen Rotationsmaschine stark, wodurch das Verhalten des Fahrzeugs und die Fahrbarkeit verschlechtert wird und veranlasst wird, dass die Motorrotationsgeschwindigkeit schwankt; somit kann im schlimmsten Fall der Motor anhalten.
• Die vorliegende Erfindung wurde umgesetzt, um die obigen Probleme in konventionellen Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung zu lösen; die Aufgabe davon ist es eine Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, dass, selbst wenn die Verbindung zwischen der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung und der Batterie abgeschnitten wird, eine Überspannung, die auftritt, wenn der Gesamtphasen-Kurzschluss (das heißt ein Drei-Phasen-Kurzschluss) in das Gesamtphasen-Abschalten gewechselt wird, verhindert wird, und die es ermöglicht, dass eine Schwankung in dem Bremsdrehmoment zu einem Zeitpunkt, wenn das Gesamtphasen-Abschalten in das Gesamtphasen-Kurzschließen (das heißt ein Drei-Phasen-Kurzschließen) gewechselt wird, reduziert wird.
• Mittel zum Lösen der Aufgaben
• Eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschine mit unabhängigen Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen und aus Permanentmagneten gebildeten Magnetfeldpolen an; die Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung umfasst
  eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Energieumwandlungsvorrichtung, versehen mit zwei oder mehr Gruppen von Elektro-Energie-Umwandlungsvorrichtungen, welche zugehörend zu den Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen vorgesehen sind und welche jeweils eine elektrische Energieumwandlung zwischen der Multiphasen-Ankerwicklungen der zugehörigen Gruppe und einer Gleichstromenergiequelle ausführen,
  einen Glättungskondensator, verbunden mit der Gleichstromseite der Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Energieumwandlungsvorrichtung, und
  eine Steuervorrichtung, ausgebildet derart, um dazu geeignet zu sein, die zwei oder mehr Gruppen von Elektro-Energie-Umwandlungsvorrichtungen getrennt zu steuern; wobei die Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
  dass jede der zwei oder mehr Gruppen von Elektro-Energie-Umwandlungsvorrichtungen zwei oder mehr durch die Steuervorrichtung zu steuernde Schaltvorrichtungen umfassen und
  dass, wenn die Verbindung zwischen der Gleichstromenergiequelle und der Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Energieumwandlungsvorrichtung abgeschnitten ist, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass die entsprechenden Zustände der zwei oder mehr Gruppen von Elektro-Energie-Umwandlungsvorrichtungen jeweils stufenweise von einem Phasen-Kurzschlusszustand in einen Gesamtphasen-Abschaltzustand zu unterschiedlichen Zeitpunkten gewechselt werden.
• In der vorliegenden Erfindung bezeichnet eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschine eine elektrische Rotationsmaschine, die mit Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen versehen ist.
• Vorteile der Erfindung
• Eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro Rotationsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass, selbst wenn die Verbindung zwischen der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung und der Batterie abgeschnitten wird, eine Überspannung, die auftritt, wenn das Gesamtphasen-Kurzschließen (das heißt ein Drei-Phasen-Kurzschließen) in das Gesamtphasen-Abschalten gewechselt wird, verhindert wird, sodass eine Motorsteuervorrichtung und andere Fahrzeugvorrichtungen davor geschützt werden, durch die Überspannung beschädigt zu werden; darüber hinaus ermöglicht die Multigruppen-Multiphasen-Elektro Rotationsmaschine, dass eine Schwankung in dem Bremsdrehmoment zu einem Zeitpunkt, wenn das Gesamtphasen-Abschalten in das Gesamtphasen-Kurzschließen (das heißt, ein Drei-Phasen-Kurzschließen) gewechselt wird, reduziert wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs, dass mit einer Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
• 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung;
• 3 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 4 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 5 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen und die Ladespannung eines Inverters zu einem Zeitpunkt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Gesamtphasen-Abschalten bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Drei-Phasen-Kurzschlusszustand angewendet wird;
• 6 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und der Ladespannung des Inverters in der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Gesamtphasen-Abschalten bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Drei-Phasen-Kurzschlusszustand angewendet wird;
• 7 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und des Drehmoments der elektrischen Rotationsmaschine zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Drei-Phasen-Kurzschließen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Gesamtphasen-Abschaltzustand angewendet wird; und
• 8 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und des Drehmoments der elektrischen Rotationsmaschine in der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Drei-Phasen-Kurzschließen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Gesamtphasen-Abschaltzustand angewendet wird.
• Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
• Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Figuren erläutert. In jeder der Figuren werden dieselben oder äquivalente Merkmalselemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
• Zuerst wird die Konfiguration einer elektrischen Rotationsmaschine erläutert, diese ist das Steuerobjekts einer Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung, und der Konfiguration eines mit der elektrischen Rotationsmaschine ausgestatteten Fahrzeugs. Es wird angenommen, dass die entsprechenden Konfigurationen der elektrischen Rotationsmaschine und des Fahrzeugs, erläutert in Ausführungsform 1, durch die später beschriebene Ausführungsform 2 geteilt werden. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines mit der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung; 1 stellt ein Hybridfahrzeug eines parallelen Typs dar.
• In 1 ist ein Motor 1001 eine Antriebsenergiequelle für ein Fahren des Fahrzeugs. Eine durch den Motor 1001 erzeugte Antriebsenergie wird an ein Getriebe 1006 durch das Zwischenelement einer Rotorachse (nicht dargestellt) übertragen, an welchem der Rotor eines Motors 1002 angebracht ist, und wird weiter von dem Getriebe 1006 an die Räder 1007 des Fahrzeugs übertragen, um die Räder 1007 zu drehen, sodass veranlasst wird, dass das Fahrzeug fährt.
• Der Motor 1002 ist eine sogenannte Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine, die als ein Motorgenerator mit einer Leistungserzeugungsseite ausgebildet ist, die unabhängige zwei oder mehr Gruppen von Ankerwicklungen in dem Stator aufweist, und der aus Permanentmagneten gebildeten Magnetfeldpole in dem Rotor aufweist; allerdings wird in der nachstehenden Erläuterung die Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine einfach als ein Motor bezeichnet. Der Motor 1002 wird als eine Antriebsenergiequelle zum Starten des Motors 1001 und zum Unterstützen einer Fahrt des Fahrzeugs genutzt. Zusätzlich, wenn es eine Abbremsanforderung für das Fahrzeug oder eine Ladeanforderung für eine Batterie 1005 gibt, führt der Motor 1002 einen regenerativen Betriebs aus, um die Batterie 1005 aufzuladen.
• Ein Inverter 1003 als eine Elektro-Energieumwandlungsvorrichtung wandelt eine in der Batterie 1005 geladene elektrische Gleichstromleistung in eine elektrische Wechselstromleistung um, um den Motor 1002 anzutreiben. Umgekehrt wird der Inverter 1003 mit einer regenerativen elektrischen Wechselstromleistung durch den Motor 1002 versorgt und wandelt die regenerative elektrische Wechselstromleistung in eine elektrische Gleichstromleistung um, um die Batterie 1005 aufzuladen.
• Ein Kontaktelement1004 ist ein Schalter zum Ausführen oder zum Unterbrechen eines elektrischen Leistungstransfers zwischen dem Inverter 1003 und der Batterie 1005. Der Schalter 1004 weist eine Funktion zum Unterbrechen eines elektrischen Schaltkreises zwischen der Batterie 1005 und dem Inverter 1003 auf, um die Batterie 1005 zu schützen, wenn eine Unregelmäßigkeit auftritt, wobei beispielsweise ein unregelmäßiger Strom in die Batterie 1005 fließt.
• Die Batterie 1005 führt einen elektrischen Leistungstransfer zwischen dem Inverter 1003 und dieser selbst aus und führt eine elektrische Leistung an die anderen Komponenten in dem Fahrzeug zu.
• Das Getriebe 1006 überträgt eine Antriebsleistung mit einer optimalen Drehgeschwindigkeit und einem optimalen Drehmoment von dem Motor 1001 und dem Motor (Elektromotor) 1002 an die Räder 1007.
• In jeder der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein in 1 dargestelltes Hybridfahrzeug eines parallelen Typs als ein Beispiel erläutert; allerdings kann die vorliegende Erfindung auf alle Typen von Fahrzeugen angewendet werden, welche jeweils mit einem Elektromotor ausgestattet sind.
• Zusätzlich wird in jeder der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Typ mit einem einzelnen Elektromotor, einem einzelnen Inverter und einer einzelnen Batterie erläutert werden; allerdings ist es ebenso zulässig, dass das Fahrzeug eine Vielzahl von elektrischen Rotationsmaschinen als Motorgeneratoren, eine Vielzahl von Invertern, eine Vielzahl von Batterien aufweist und die beispielsweise einen Gleichspannungswandler zum Ausführen einer Spannungsumwandlung zwischen jeder der elektrischen Rotationsmaschinen und jedem zugehörigen Inverter oder zwischen jeder der Batterien und jedem zugehörigen Inverter aufweist.
• In jeder der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Erläuterung unter der Annahme gemacht, dass, wie oben beschrieben, der Elektromotor 1002 aus einer Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine mit einem Permanentmagneten in dem Rotor gebildet ist; allerdings kann es zulässig sein, dass der Elektromotor 1002 ein Feld-Magnet-Motor ohne einen Permanentmagneten ist. In diesem Fall wird ein in dem Rotor des Motors erzeugter magnetischer Fluss erhalten und wird dann eine in dem Stator des Motors induzierte Spannung erhalten, sodass ein Effekt beschrieben werden kann, der identisch zu dem der Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine ist.
• In jeder der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Fall erläutert, wobei die elektrische Rotationsmaschine eine doppelte Drei-Phasen elektrische Rotationsmaschine ist, die mit zwei Gruppen von Drei-Phasen Ankerwicklungen versehen ist; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, das heißt, es kann zulässig sein, dass die elektrische Rotationsmaschine mit Ankerwicklungen mit drei oder mehr Phasen versehen ist oder mit zwei oder mehr Gruppen von Ankerwicklungen versehen ist.
• Ausführungsform 1
• 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder der nachstehend beschriebenen Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In 2 als ein Beispiel der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung ist ein Motorinvertersystem mit einer Wechselstrom-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung dargestellt.
• In 2 gehört ein Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 zu dem Motor 1002 der vorstehenden 1 und ist eine sogenannte Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine, die als ein Motorgenerator mit einer Leistungserzeugungsfunktion ausgebildet ist, der unabhängige zwei Gruppen von Ankerwicklungen in dem Stator aufweist, und der aus Permanentmagneten gebildete Magnetfeldpole in dem Rotor aufweist; allerdings wird in der nachstehenden Erläuterung die Permanentmagnet-Elektro-Rotationsmaschine einfach als ein Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor bezeichnet.
• In dessen Stator ist der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 mit einer ersten Ankerwicklung 2051 versehen, die Drei-Phasen-Wicklungen umfasst, das heißt eine U-Phasenwicklung, eine V-Phasenwicklung und eine W-Phasenwicklung, die miteinander in einer Y-Verbindungweise verbunden sind, und eine zweite Ankerwicklungsgruppe 2052, die Drei-Phasen Ankerwicklungen umfasst, das heißt eine X-Phasenwicklung, eine Y-Phasenwicklung und eine Z-Phasenwicklung, die miteinander in einer Y-Verbindungweise verbunden sind. Die erste Ankerwicklungsgruppe 2051 und die zweite Ankerwicklungsgruppe 2052 können jeweils getrennt gesteuert werden.
• Ein U-Phasenstromsensor 2033 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass mit einer U-Phasenwicklung Q der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 verbunden ist, und den Wert eines in der Phasenwicklung Q fließenden elektrischen Stroms misst. Ein V-Phasenstromsensor 2034 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass mit einer V-Phasenwicklung V der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 verbunden ist, und den Wert eines in der V-Phasenwicklung V fließenden elektrischen Stroms misst. Ein W-Phasenstromsensor 2035 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass eine W-Phasenwicklung W der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 verbunden ist, und den Wert eines in der W-Phasenwicklung W fließenden elektrischen Stroms misst.
• Ein X-Phasenstromsensor 2036 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass mit einer X-Phasenwicklung X der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 verbunden ist, und den Wert eines in der X-Phasenwicklung X fließenden elektrischen Stroms misst. Ein Y-Phasenstromsensor 2037 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass mit einer Y-Phasenwicklung Y der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 verbunden ist, und den Wert eines in der Y-Phasenwicklung Y fließenden elektrischen Stroms misst. Ein Z-Phasenstromsensor 2038 ist mit einem elektrischen Leitungselement gekoppelt, dass mit einer Z-Phasenwicklung Z der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 verbunden ist, und den Wert eines in der Z-Phasenwicklung Z fließenden elektrischen Stroms misst.
• Ein Rotationswinkelsensor 2006 misst den Rotationswinkel oder die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors mit Bezug zu der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051. Zusätzlich, obwohl dies in 2 nicht dargestellt ist, kann ein Rotationswinkelsensor ähnlich zu dem Rotationswinkelsensor 2006 ebenso in der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 vorgesehen sein.
• Ein erster Spulentemperatursensor 2071 misst die Temperatur der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050. Auf ähnliche Weise misst ein zweiter Spulentemperatursensor 2072 die Temperatur der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen Motor 2050.
• Ein Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030, als eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung, gehört zu dem Inverter 1003 in der vorstehenden 1 und umfasst einen ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und einen zweiten Drei-Phasen-Inverter 232.
• Der erste Drei-Phasen-Inverter 231 umfasst eine U-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3UH, eine V-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3VH, eine W-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3WH, eine U-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3UL, eine V-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3VL und eine W-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3WL. Jede dieser Schaltvorrichtungen ist aus einem parallelen Verbindungselement gebildet, dass aus einer Zirkulationsroute Diode und einer Schaltvorrichtung wie beispielsweise einem IGBT (isolierter Gate-Bipolartransistor) oder einem FEC (Feldeffekttransistor) gebildet ist.
• In den ersten Drei-Phasen-Inverter 231 ist der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der U-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3UH und dem Kollektoranschluss der U-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3UL mit der U-Phasenwicklung der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 durch ein U-Phasenleitungselement UA verbunden.
• Der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der V-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3VH und dem Kollektoranschluss der V-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3VL ist mit der V-Phasenwicklung V der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 durch ein V-Phasenleitungselement VA verbunden.
• Der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der W-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3WH und dem Kollektoranschluss der W-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3WL ist mit der W-Phasenwicklung W der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 durch ein W-Phasenleitungselement WA verbunden.
• Das U-Phasenleitungselement QA, dass V-Phasenleitungselement VA und das W-Phasenleitungselement WA bilden die Wechselstromseitenanschlüsse des ersten Drei-Phasen-Inverters 231.
• Die entsprechenden Kollektoranschlüsse der Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3UH, der V-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3VH und der W-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3WH sind parallel mit einem Leitungselement einer positiven Polarität P1 verbunden und sind mit dem Anschluss einer positiven Polarität der Batterie 2002 als eine Gleichstromenergiequellenvorrichtung durch das Leitungselement einer positiven Polarität P1 verbunden. Die Batterie 2002 gehört zu der Batterie 1005 in der vorstehenden 1.
• Die entsprechenden Emitteranschlüsse der U-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3UL, der V-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3VL und der W-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3WL sind parallel mit einem Leitungselement einer negativen Polarität N1 verbunden und sind mit dem Anschluss einer negativen Polarität der Batterie 2002 durch das Leitungselement einer negativen Polarität N1 verbunden.
• Das Leitungselement einer positiven Polarität P1 und das Leitungselement einer negativen Polarität N1 bilden die Gleichstromseitenanschlüsse des ersten Drei-Phasen-Inverters 231.
• Der zweite Drei-Phasen-Inverter 232 umfasst eine X-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3XH, eine Y-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3YH, eine Z-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3ZH, eine X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3XL, eine Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3YL und eine Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3ZL. Jede dieser Schaltvorrichtungen ist aus einem parallel Verbindungselement gebildet, dass aus einer Zirkulationsroute einer Schaltvorrichtung wie beispielsweise einem IGBT (isolierter Gate-Bipolartransistor) oder einem SCC (Feldeffekttransistor) gebildet ist.
• In dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 ist der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der X-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3XH und der Kollektoranschluss der X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3 XL mit der X-Phasenwicklung X der zweiten Ankerwicklung 2052 durch ein X-Phasenleitungselement XA verbunden.
• Der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der Y-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3YH und der Kollektoranschluss der Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3YL ist mit der Y-Phasenwicklung Y der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 durch ein Y-Phasenleitungselement YA verbunden.
• Der Serienverbindungsabschnitt zwischen dem Emitteranschluss der Z-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3ZH und der Kollektoranschluss der Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3ZL ist mit der Z-Phasenwicklung Z der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2051 durch ein Z-Phasenleitungselement ZA verbunden.
• Das X-Phasenleitungselement XA, dass Y-Phasenleitungselement YA und das Z-Phasenleitungselement ZA bilden die Wechselstromseitenanschlüsse des zweiten Drei-Phasen-Inverters 232.
• Die entsprechenden Kollektoranschlüsse der X-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3XH, der Y-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3YH und der Z-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3ZH sind parallel mit einem zweiten Leitungselement einer positiven Polarität P2 verbunden und sind mit einem Anschluss einer positiven Polarität der Batterie 2002 als eine Gleichstromenergiequellenvorrichtung durch das zweite Leitungselement einer positiven Polarität P2 verbunden.
• Die entsprechenden Emitter Anschlüsse der X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3XL, der Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3YL und der Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3ZL sind parallel mit einem zweiten Leitungselement einer negativen Polarität N2 verbunden und sind mit dem Anschluss einer negativen Polarität der Batterie 2002 durch das zweite Leitungselement einer negativen Polarität N2 verbunden.
• Das Leitungselement einer positiven Polarität P2 und das Leitungselement einer negativen Polarität N2 bilden die Gleichstromseitenanschlüsse des zweiten Drei-Phasen-Inverters 232. Das Leitungselement einer positiven Polarität P2 ist mit dem vorstehenden Leitungselement einer positiven Polarität P1 des ersten Drei-Phasen-Inverters 231 verbunden; das Leitungselement einer negativen Polarität N2 ist mit dem vorstehenden Leitungselement einer negativen Polarität N1 des ersten Drei-Phasen-Inverters 231 verbunden.
• Einen Glättungskondensator 2031, der parallel mit der Batterie 2002 verbunden ist, glättet die Gleichstromspannung der Batterie 2002. Ein parallel mit der Batterie 2002 verbundener Spannungssensor 2032 misst die Gleichstromverbindungsspannung der Batterie 2002. Ein in Serie mit der Batterie 2002 verbundener Stromsensor 2004 misst einen in die Batterie 2002 fließenden Strom.
• Eine Mikrosteuereinheit (nachfolgend als eine MCU bezeichnet) 2001 ist als eine Steuervorrichtung mit einem Mikroprozessor versehen, der entsprechend den vorbestimmten Programmen, verschiedenen Arten von Speichern und etwas Ähnlichem betrieben wird.
• Basierend auf Stromwerten der entsprechenden Phasen in der ersten Ankerwicklung 2051, die durch den U-PhasenStromsensor 2033, den V-Phasenstromsensor 2034 und den W-Phasenstromsensor 2035 detektiert sind, führt die MCU 2001 eine PWM (Pulsweitenmodulation)-Steuerung durch Ein/AusSteuerung der U-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3UH, der V-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3VH und der W-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3WH, der umfassen Unterarm Schaltvorrichtung 3UL, der V-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3VL und der W-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3WL in dem ersten Drei-Phasen-Inverter 231 aus, sodass die Werte von in den entsprechenden Phasen der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 fließenden Ströme gewünschte Stromwerte werden.
• Zusätzlich, basierend auf Stromwerten der entsprechenden Phasen in der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052, die durch den X-Phasenstromsensor 2036, den Y-Phasenstromsensor 2037 und den Z-Phasenstromsensor 2038 detektiert sind, führt die CPU 2001 eine PWM-Steuerung über ein/aus-Steuerung der X-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung Dreiecks H, der Y-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3YH und der Z-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung 3ZH, der X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung Dreiecks L, der Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3YL und der Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung 3ZL in dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 aus, sodass die Werte von in den entsprechenden Phasen der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 fließenden Ströme gewünschte Stromwerte werden.
• Basierend auf in der ersten Ankerwicklungsgruppe 2051 und der zweiten Ankerwicklungsgruppe 2052 fließenden elektrischen Strömen erzeugt der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 ein gewünschtes Drehmoment.
• Der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 führt als eine Elektro-Leistungsumwandlungsvorrichtung eine Ein/Aus-Steuerung jeder der Schaltvorrichtungen in dem ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und jeder der Schaltvorrichtungen in dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 aus, um eine von der Batterie 2002 erhaltenen elektrische Gleichstromleistung in eine an den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 zuzuführende elektrische Wechselstromleistung umzuwandeln oder eine von dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erhaltenen elektrische Wechselstromleistung in eine an die Batterie 2002 zuzuführende elektrische Gleichstromleistung umzuwandeln.
• Die Aktion zum Ausschalten aller Schaltvorrichtungen in dem ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 wird als eine Aktion zum Ausführen eines Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO: 6 Schalter offen) bezeichnet; in der nachstehenden Erläuterung wird diese Aktion einfach als ein Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) beschrieben.
• Der erste Drei-Phasen-Inverter 231 und der zweiter Drei-Phasen-Inverter 232 können ein Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) gleichzeitig oder getrennt ausführen.
• Die Aktion zum Einschalten aller Oberarm-Schaltvorrichtungen oder der Unterarm-Schaltvorrichtungen der entsprechenden Phasen in dem ersten Drei-Phasen-Inverter 231 oder aller Oberarm-Schaltvorrichtungen oder Unterarm-Schaltvorrichtungen der entsprechenden Phasen in dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 wird als eine Aktion zum Ausführen eines Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS: Drei-Phasen-Kurzschluss) bezeichnet; in der nachstehenden Erläuterung wird diese Aktion einfach als ein Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) beschrieben.
• Derselbe Effekt kann erhalten werden, wenn alle Oberarm-Schaltvorrichtungen der entsprechenden Phasen und alle Unterarm-Schaltvorrichtungen der entsprechenden Phasen in dem ersten Drei-Phasen-Inverter 231 oder dem zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 eingeschaltet werden.
• Der erste Drei-Phasen-Inverter 231 und der zweite Drei-Phasen-Inverter 232 können ein Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) gleichzeitig oder getrennt ausführen.
• 3 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt, und stellt eine Verarbeitung dar, wobei ein Drei-Phasen-Kurzschließen und ein Gesamtphasen-Unterbrechen ausgeführt werden. Nachfolgend, unter Verwendung von 3, werden die entsprechenden Details einer Überspannungsvermeidung-Verarbeitung zu einem Zeitpunkt eines Übergangs von einem Gesamtphasen-Unterbrechen zu einem Drei-Phasen-Kurzschließen und eine Drehmomentschwankung-Vermeidungsverarbeitung zum Zeitpunkt eines Übergangs von einem Drei-Phasen-Kurzschließen zu einem Gesamtphasen-Unterbrechen erläutert. Die durch das Flussdiagramm in 3 dargestellte Verarbeitung wird durch eine Softwareverarbeitung in der MCU 2001 ausgeführt.
• In 3 bestimmt zuerst in dem Schritt S3001 die MCU 2001, ob das Kontaktelement1004 geöffnet ist oder nicht; falls die MCU 2001 bestimmt, dass das Kontaktelement1004 geöffnet ist (Y), folgt der Schritt S3002 auf den Schritt S3001; falls die MCU 2001 bestimmt, dass das Kontaktelement1004 geschlossen ist (N), wird bestimmt, dass es nicht notwendig ist diese Logik zu betreiben, und dann wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• In dem Schritt S3002 bestimmt die MCU 2001, ob die Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand oder in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand ist.
• Falls in dem Schritt S3002 die aktuelle Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverters 2030 nicht der Drei-Phasen-Kurzschließen-Zustand ist (N), das heißt die Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverters 2030 ist in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand, folgt der Schritt S3003 auf den Schritt S3002; falls die aktuelle Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand ist (Y), folgt der Schritt S3009 auf den Schritt S3002.
• In dem Schritt S3003 bestimmt die MCU 2001, ob eine abgeschätzte Motorinduktionsspannung des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motors 2050 geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Da, wenn die Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverters 2030 nicht der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand ist, sondern in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand, wird der Glättungskondensator 2031 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 mit der Motorinduktionsspannung aufgeladen, diese Bestimmung wird ausgeführt, um zu verhindern, dass die Motorinduktionsspannung gleich oder größer als die Durchbruchsspannung in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 wird.
• In dieser Situation wird die abgeschätzte Motorinduktionsspannung durch eine Berechnung erhalten, basierend auf der Motordrehgeschwindigkeit und einem vorläufig gemessenen magnetischen Fluss der die Magnetfeldpole bildenden Permanentmagneten. In diesem Fall kann es zulässig sein, dass die Temperatur des Permanentmagneten abgeschätzt wird und dann der magnetische Fluss entsprechend der abgeschätzten Magnettemperatur geändert wird.
• Falls in dem Schritt S3003 bestimmt wird, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung geringer als der vorbestimmte Wert ist (Y), folgt der Schritt S3004 auf den Schritt S3003, falls bestimmt ist, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist (N), folgt der Schritt S3005 auf den Schritt S3003.
• In dem Schritt S3004 wird bestimmt, dass die in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Induktionsspannung geringer als eine Spannung ist, die einen Ausfall in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 verursacht; das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) wird fortgeführt; dann wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• Falls bestimmt ist, in dem Schritt S3003, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist (N) und dann S3005 auf den Schritt S3003 folgt, wird bestimmt, in dem Schritt S3005, dass die in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Induktionsspannung eine Spannung wird, die einen Ausfall in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 verursacht; dann wird ein Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) lediglich der ersten Gruppe ausgeführt, die den ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und die erste Ankerwicklung 2051 umfasst. Im Ergebnis wird die in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Induktionsspannung, wobei Strom in den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 durch die Schaltvorrichtungen in dem ersten Gruppen Inverter fließt, an den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 zurückgegeben.
• Als Nächstes führt in dem Schritt S2006 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das vorstehende Drei-Phasen-Kurzschließen der ersten Gruppe ausgeführt wurde.
• Diese Bestimmung wird ausgeführt, um eine Drehmomentschwankung zu reduzieren, die verursacht wird, wenn das Drei-Phasen-Kurzschließen ausgeführt wird, durch ausbilden des Zeitpunkts, bei welchem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der vorstehenden ersten Gruppe ausgeführt wird, unterschiedlich zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der zweiten Gruppe, die den zweiten Drei-Phasen-Inverter 232 und die zweite Ankerwicklungsgruppe 2052 umfasst, ausgeführt wird.
• Falls bestimmt wird, in dem Schritt S3006, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der ersten Gruppe ausgeführt wurde (Y), folgt der Schritt S3007 auf den Schritt S3006; falls bestimmt ist, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, nachdem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der ersten Gruppe ausgeführt wurde (N), folgt der Schritt S3008 auf den Schritt S3006.
• In dem Schritt S3007 wird das Drei-Phasen-Kurzschließen der zweiten Gruppe, die den zweiten Drei-Phasen-Inverter 2 32 und die zweite Ankerwicklungsgruppe 2052 umfasst, ausgeführt. Im Ergebnis wird die in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Induktionsspannung, die in den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 durch die Schaltvorrichtungen in der zweiten Gruppe fließt, an den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 zurückgegeben. Somit wird das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) jeweils bei der ersten und zweiten Gruppe angewendet, sodass verhindert wird, dass der Glättungskondensator 2031 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 mit der in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugten Induktionsspannung aufgeladen wird. Danach wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• Im Gegensatz dazu, falls in dem Schritt S2006 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, nachdem das Drei-Phasen-Kurzschließen bei der ersten Gruppe angewendet wurde (N), folgt der Schritt S2008 auf den Schritt S3006; in dem Schritt S3008, da die Drehmomentschwankung zu einem Zeitpunkt, wenn das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) auf die erste Gruppe angewendet wurde, noch nicht stabilisiert ist, wird das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) der zweiten Gruppe fortgeführt. Danach wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• Falls in dem Schritt S3002 bestimmt ist, dass die vorliegende Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverters 2030 in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand ist (Y), folgt der Schritt S2009 auf den Schritt S3002. In dem Schritt S3009 wird bestimmt, ob die abgeschätzte Motorinduktionsspannung geringer als der vorbestimmte Wert ist oder nicht.
• Wenn die Ausgabe des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverters 2030 in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand ist, erzeugt der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 ein Bremsdrehmoment und somit wird ein unnötiger Antriebsleistungsverlust erhöht. In dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand fließt ein elektrischer Strom konstant in den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050, solange der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 rotiert; daher erzeugen die Schaltvorrichtungen in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 und der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 Wärme. Weiter, da in dem Zustand, bei welchem das Kontaktelement1004 (siehe 1) getrennt ist, eine elektrische Leistung an den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 zugeführt wird, ist es nicht möglich, dass elektrische Leistung an die anderen Komponenten zugeführt wird. Deswegen wird in dem Schritt S3009, die Bestimmung, ob die abgeschätzte Motorinduktionsspannung geringer als der vorbestimmte Wert ist, ausgeführt.
• Falls in dem Schritt S3009 bestimmt wird, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung geringer als der vorbestimmte Wert ist (Y) folgt der Schritt S3010 auf den Schritt S3009; falls bestimmt ist, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist (N), folgt der Schritt S3016 auf den Schritt S3009.
• In dem Schritt S3010 wird bestimmt, ob die nachstehende Gleichung (1) erfüllt ist oder nicht. Der Grund, warum die vorstehende Bestimmung ausgeführt wird, ist, dass der Betrieb derart ausgebildet ist, dass ein plötzlicher Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Zustand der ersten Gruppe von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) gewechselt wird, eine Spannung wird, die niedriger als die zulässige Spannung ist. $$\frac{1}{2}C\left(V_{OV}{}^2-V_{AC}{}^2\right)>\sqrt{3}L{I}_{IST}{}^2$$

  
• C: elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 2031 V_OV: zulässige Energiequellenspannung
• V_AC: in dem Glättungskondensator aufgeladene aktuelle Spannung
• L: Induktivität des Motors 1002
• I_1st: Effektivwert von in erster Gruppe fließendem Strom
• Die linke Seite der Gleichung (1) bezeichnet eine Energie, welche durch den Glättungskondensator 2031 aufgenommen werden kann. Die rechte Seite der Gleichung (1) bezeichnet eine Energie, die durch die erste Ankerwicklungsgruppe 2051 und die zweite Ankerwicklungsgruppe 2052 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt wird. Das Gleichgewicht zwischen der Energie, die durch den Glättungskondensator 2031 aufgenommen werden kann, und der Energie, die durch die Spulen erzeugt wird, wird beibehalten, sodass ein plötzlicher Anstieg in der Energiequellenspannung, die verursacht wird, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6 S2)-Zustand gewechselt wird, gesteuert werden kann.
• Falls bestimmt ist, in dem Schritt S3010, dass die Gleichung (1) erfüllt ist (Y), folgt der Schritt S3011 auf den Schritt S3010; falls bestimmt ist, dass die Gleichung (1) nicht erfüllt ist (N), folgt der Schritt S3014 auf den Schritt S3010.
• In dem Schritt S3011 wird bestimmt, dass der plötzliche Anstieg der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, innerhalb der zulässigen Spannung liegt, und dann das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) bei der ersten Gruppe angewendet wird, die den ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und die zweite Ankerwicklungsgruppe 2051 umfasst. Danach folgt der Schritt S3012 auf den Schritt S3011.
• In dem Schritt S3012 wird bestimmt, ob die nachstehende Gleichung (2) erfüllt ist oder nicht. Der Grund, warum die vorstehende Bestimmung ausgeführt wird, liegt darin, wie bei dem Fall mit der ersten Gruppe, die den ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und die erste Ankerwicklungsgruppe 2051 umfasst, es notwendig ist, dass der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6 S)-Zustand gewechselt wird, eine Spannung wird, die geringer als die zulässige Spannung ist. $$\frac{1}{2}C\left(V_{OV}{}^2-V_{dc}{}^2\right)>\sqrt{3}L{\text{ I}}_{2st}{}^2$$

  
• C: elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 2031 V_OV: zulässige Energiequellenspannung
• V_dc: in dem Glättungskondensator geladene aktuelle Spannung L: Induktivität des Motors 1002
• I_2st: Effektivwert des in der zweiten Gruppe fließenden Stroms
• Die Gleichung (2) hat dieselbe Bedeutung wie Gleichung (1).
• Falls in dem Schritt S3012 bestimmt ist, dass die Gleichung (2) erfüllt ist (Y), folgt der Schritt S3013 auf den Schritt S3012; falls bestimmt ist, dass die Gleichung (2) nicht erfüllt ist (N), folgt der Schritt S3015 auf den Schritt S3012.
• In dem Schritt S3013 wird bestimmt, dass der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, innerhalb der zulässigen Spannung liegt, und dann wird das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) bei der zweiten Gruppe angewendet. Danach wird die Verarbeitung im Fluss beendet. Die Umsetzung dieser Operation ermöglicht es, dass der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, verhindert wird und somit ein unnötiger Antriebsenergieverlust verhindert wird, sodass verhindert wird, dass der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 und die Schaltvorrichtungen in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 Wärme erzeugen, und dass eine elektrische Energie an andere Komponenten unter Verwendung der Induktionsspannung in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 zugeführt werden kann. Weiterhin wird es ermöglicht, dass der Maximalwert der Energiequellenspannung unterdrückt wird, der verursacht wird, plötzlich anzusteigen, wenn der Zustand jeder der Gruppen von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand gewechselt wird; somit kann die Kapazität des Glättungskondensators 2031 reduziert werden und somit können die Kosten vermindert werden.
• Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt ist, in dem vorstehenden Schritt S3010, dass die Gleichung (1) nicht erfüllt ist (N) und dann der Schritt S3014 auf den Schritt S3010 folgt, wird in dem Schritt S3014 bestimmt, dass der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Zustand der ersten Gruppe von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, gleich oder größer als die zulässige Spannung wird, und dann wird das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der ersten Gruppe fortgeführt. Danach wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• Wenn bestimmt ist, in dem vorstehenden Schritt S3012, dass die Gleichung (2) nicht erfüllt ist (N) und dann der Schritt S3015 auf den Schritt S3012 folgt, wird in dem Schritt S3015 bestimmt, dass der plötzliche Anstieg in der Energiequellenspannung, der verursacht wird, wenn der Zustand der zweiten Gruppe von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand gewechselt wird, gleich oder größer als die zulässige Spannung wird, und dann das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der zweiten Gruppe fortgeführt wird. Danach wird die Verarbeitung im Fluss beendet.
• Weiterhin, wenn bestimmt ist, in dem vorstehenden Schritt S3009, dass die abgeschätzte Motorinduktionsspannung größer als der vorbestimmte Wert (N) ist und dann der Schritt S3016 auf den Schritt S3009 folgt, wird in dem Schritt S3016 bestimmt, dass die in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Induktionsspannung zu hoch ist, um das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) auszuführen, und dann wird das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) fortgeführt. Danach wird die Verarbeitung im Fluss beendet.
• Ausführungsform 2
• Als Nächstes wird eine Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Unterschiede zwischen Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 sind lediglich die entsprechenden Unterschiede zwischen den Schritten S3006, S3007 und S3008 in 3 und die Schritte S4006, S4007 und S4008 in 4; somit werden in der nachstehenden Erläuterung hauptsächlich die Unterschiede erklärt werden. Nachfolgend, unter Verwendung von 4, wird der Fall genau beschrieben werden, bei welchem der Schritt S4006 genutzt wird, wenn der Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt wird.
• In dem Schritt S4006 in 4 wird bestimmt, ob ein erster Gruppen q-Achsenstrom einen positiven Wert aufweist oder nicht. Falls das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) bei der ersten Gruppe angewendet wird, die den ersten Drei-Phasen-Inverter 231 und die erste Ankerwicklungsgruppe 2051 umfasst, verändert sich der erste Gruppen q-Achsenstrom auf einen positiven Wert, und wird ein positives Drehmoment in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt. Wenn das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) bei der zweiten Gruppe zu diesem Zeitpunkt angewendet wird, veranlasst die zweite Gruppe, dass ein negatives Drehmoment in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt wird.
• Im Ergebnis kann das durch die zweite Gruppe erzeugte negative Drehmoment verhindern, dass das positive Drehmoment durch die erste Gruppe erzeugt wird. Somit wird in dem Schritt S4006 bestimmt, ob der erste Gruppen q-Achsenstrom ein positiver Wert ist oder nicht, und dann wird die nachstehende Operation basierend auf dem Ergebnis ausgeführt.
• Falls in dem Schritt S4006 bestimmt ist, dass der erste Gruppen q-Achsenstrom ein positiver Wert ist (Y), folgt der Schritt S4007 auf den Schritt S4006; falls bestimmt ist, dass der erste Gruppen q-Achsenstrom kein positiver Wert ist (N), folgt der Schritt S4008 auf den Schritt S4006.
• In dem Schritt S4007 wird bestimmt, dass das durch die erste Gruppe erzeugte Drehmoment positiv ist, und dann wird das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der zweiten Gruppe ausgeführt. Danach wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet. Dies ermöglicht es die Schwankung des Bremsdrehmoment des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 50 zu unterdrücken, dass erzeugt wird, wenn der Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand gewechselt wird; daher wird es ermöglicht, dass das Fahrzeugverhalten stabilisiert wird und die Fahrbarkeit erhöht wird und dass eine plötzliche Änderung in der Motordrehgeschwindigkeit vorläufig verhindert, dass der Motor angehalten wird.
• Im Gegensatz dazu, falls bestimmt wird, in dem Schritt S4006, dass der erste Gruppen q-Achsenstrom kein positiver Wert ist (N), folgt der Schritt S4008 auf den Schritt S4006; in dem Schritt S4008 wird bestimmt, dass das durch die erste Gruppe erzeugte Drehmoment negativ ist, und dann wird das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) der zweiten Gruppe fortgeführt. Danach wird die Verarbeitung in dem Fluss beendet.
• In dem Schritt S4006, basierend auf dem ersten Gruppen q-Achsenstrom wird die Bestimmung über das Drehmoment zu einem Zeitpunkt ausgeführt, wenn das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) bei der ersten Gruppe angewendet wird; allerdings kann das Bestimmen unter Verwendung eines abgeschätzten Motordrehmoment denselben Effekt aufweisen. Zusätzlich kann zugelassen sein, dass das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der zweiten Gruppe vorläufig ausgeführt wird, wenn ein zweiter Gruppen q-Achsenstrom ein Wert ist, bei welchem der Summenwert des durch die erste Gruppe erzeugten positiven Drehmoments und des durch die zweite Gruppe erzeugten negativen Drehmoments minimal wird.
• 5 ist ein Wellenform-Ablaufdiagramm, dass die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und dem Ladestrom des Inverters zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Gesamtphasen-Unterbrechen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Drei-Phasen-Kurzschließen-Zustand angewendet wird; „A“, „B“, „C“ stellen jeweils die Phasenströme [A] der ersten Gruppe, die Phasenströme [A] der zweiten Gruppe und die Inverter-Ladespannung [V] dar; die x-Achse bezeichnet die Zeit [s].
• Nachfolgend wird ein plötzlicher Anstieg in der Inverter-Ladespannung zu einem Zeitpunkt unter Verwendung von 5 erläutert werden, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird. In 5 sind in der Periode von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 die erste als auch die zweite Gruppe in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand; die Phasen, U-Phasen, V-Phasen und W-Phasenströme der ersten Gruppe werden in „A“ dargestellt und die Phasenströme der zweiten Gruppe werden in „B“ dargestellt. In der Periode von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 vermindert sich die Inverter-Ladespannung graduell und wird dann 0, wie in „C“ dargestellt. Wie oben beschrieben, falls unter der Bedingung, dass der Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter unterbrochen ist, führt der Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 kein regeneratives Verhalten aus, vermindert sich die in dem Inverter geladenen Spannung graduell und wird zu gegebener Zeit gleich 0.
• Somit, wenn das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Gruppe angewendet wird, kann die Induktionsspannung in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 die Inverter-Ladespannung erhöhen. Allerdings, wie in „A“ und „B“ aus 5 dargestellt, wenn das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) gleichzeitig bei der ersten und der zweiten Gruppe zu dem Zeitpunkt t1 angewendet wird, veranlasst die magnetische Energie in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050, dass die Inverter-Ladespannung plötzlich zu dem Zeitpunkt t1 ansteigt, wie in „C“ dargestellt, und somit überschreitet die Inverter-Ladespannung einen über Spannungswert VH. Im Ergebnis können die Schaltvorrichtungen in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 und die peripheren Vorrichtungen beschädigt werden.
• 6 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und der Ladespannung des Inverters darstellt, in der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung zu einem Zeitpunkt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Gesamtphasen-Unterbrechen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Drei-Phasen-Kurzschließen-Zustand angewendet wird; „A“, „B“, „C“ stellt jeweils die Phasenströme [A] der ersten Gruppe, die Phasenströme [A] der zweiten Gruppe und die Inverter-Ladespannung [V] dar; die x-Achse bezeichnet die Zeit [s].
• Nachfolgend wird unter Verwendung von 6 die Tatsache erläutert, dass, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand gewechselt wird, dieser Übergang bei entsprechenden unterschiedlichen Zeitpunkten für die erste Gruppe und die zweite Gruppe ausgeführt wird, sodass, ohne dass veranlasst wird, dass der Überspannungswert VH auftritt, der Übergang zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) ausgeführt werden kann.
• In 6 sind in der Periode von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 sowohl die erste als auch die zweite Gruppe in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand; der U-Phasen, VV-Phasen und W-Phasenstrom der ersten Gruppe werden in „A“ dargestellt und die Phasenströme der zweiten Gruppe werden in „B“ dargestellt. In der Periode von dem Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 vermindert sich die Inverter-Ladespannung graduell und wird dann zu gegebener Zeit gleich 0, wie in „C“ dargestellt.
• In dieser Situation werden die magnetische Energie, die erzeugt wird, wenn der Zustand der ersten Gruppe von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, und die Energie, die durch den Glättungskondensator 2031 in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter 2030 aufgenommen werden kann, berechnet und dann wird bestimmt, dass die plötzliche-Anstiegsspannung die Überspannung nicht überschreitet (der Schritt S3010 in jeder der 3 und 4); dann wird ein Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) lediglich bei der ersten Gruppe zu dem Zeitpunkt t1 angewendet (der Schritt S3011 in jeder der 3 und 4). Im Ergebnis werden die ersten Gruppen Phasenströme gleichen 0 danach und umfassen den Zeitpunkt t1, wie in „A“ dargestellt. In der Periode von dem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 verbleibt die zweite Gruppe in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand; allerdings, da bei dem Zeitpunkt t1 die erste Gruppe in dem gesamte Phasen-Kurzschließen (6SO)-Zustand ist und somit die Phasenströme der ersten Gruppe gleich 0 werden, wird die Inverter-Ladespannung gleich oder kleiner als der über Spannungswert VH, wie in „C“ dargestellt.
• Als Nächstes wird bestimmt, dass die plötzliche-Anstiegsspannung in der zweiten Gruppe nicht die Überspannung überschreitet (der Schritt S3012 in jeder der 3 und 4), und dann wird das Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) bei der zweiten Gruppe angewendet (der Schritt S3013 in jeder der 3 und 4). Im Ergebnis werden die Phasenströme der ersten Gruppe gleichen 0 danach und umfassenden Zeitpunkt t2, wie im „A“ dargestellt. In der Periode von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 war die erste Gruppe bereits in dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand und die Phasenströme sind gleich 0; dann wird bei dem Zeitpunkt t2 des Gesamtphasen-Kurzschließen (6SO) bei der zweiten Gruppe angewendet und somit werden die Phasenströme der zweiten Gruppe ebenso gleich 0; daher wird die Inverter-Ladespannung gleich oder geringer als der über Spannungswert VH, wie in „C“ dargestellt.
• Wie oben beschrieben, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, wird dieser Übergang bei entsprechenden unterschiedlichen Zeitpunkten für die erste Gruppe und die zweite Gruppe ausgeführt, das heißt dieser Übergang wird stufenweise zwischen der ersten und der zweiten Gruppe ausgeführt, sodass der Wert der Plötzlichen-Anstiegsspannung, die verursacht wird, wenn der Zustand des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 von dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand zu dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand gewechselt wird, unterdrückt werden kann, sodass diese gleich oder geringer als der über Spannungswert VH ist.
• Als Nächstes wird eine Schwankung eines Bremsdrehmoments erläutert, dass in dem Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt wird, wenn der Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt wird. 7 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und das Drehmoment der elektrischen Rotationsmaschine zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie und dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Drei-Phasen-Kurzschließen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Gesamtphasen-Unterbrechen -Zustand angewendet wird; „A“, „B“, „C“ stellen den ersten Gruppen q-Achsenstrom [A], den zweiten Gruppen q-Achsenstrom [A] und das durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Drehmoment [Nm] jeweils dar; die x-Achse bezeichnet die Zeit Zeit [s].
• In 7 sind in der Periode von dem Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1, da sowohl die erste als auch die zweite Gruppe in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO) Zustand sind, der erste Gruppen q-Achsenstrom und der zweite Gruppen q-Achsenstrom gleich 0, wie in „A“ und „B“ jeweils dargestellt, und ist das durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Drehmoment gleich 0, wie in „C“ dargestellt.
• Als Nächstes, wenn zu dem Zeitpunkt t1 sowohl die entsprechenden Zustände der ersten als auch der zweiten Gruppe gleichzeitig von dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt werden, schwanken der in „A“ dargestellte erste Gruppen q-Achsenstrom und der in „B“ dargestellte zweite Gruppen q-Achsenstrom zeitweilig in ein und derselben Richtung. Im Ergebnis werden das basierend auf dem ersten Gruppen q-Achsenstrom erzeugte Bremsdrehmoment und dass basierend auf dem zweiten Gruppen q-Achsenstrom erzeugte Bremsdrehmoment aufaddiert und somit schwankt das durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Drehmoment vorübergehend und stark, wie in „C“ dargestellt. Aufgrund dieser Schwankung des Bremsdrehmoments schwankt die Motorrotationsgeschwindigkeit und somit kann verursacht werden, dass ein Motor anhält oder kann eine Fahrzeug Vibration verursacht werden.
• Als Nächstes werden die entsprechenden Fälle in Ausführungsform 1 und 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. 18 ist ein Wellenformdiagramm, welches die entsprechenden Wellenformen von Drei-Phasen-Strömen und das Drehmoment der elektrischen Rotationsmaschine in der Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder 2 der vorliegenden Erfindung zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn unter der Bedingung, dass ein Elektroleistungstransfer zwischen der Batterie in dem Inverter nicht ausgeführt werden kann, ein Drei-Phasen-Kurzschließen bei der elektrischen Rotationsmaschine in dem Gesamtphasen-Unterbrechen -Zustand angewendet wird; „A“, „B“, „C“ stellen jeweils den ersten Gruppen q-Achsenstrom [V], den zweiten Gruppen q-Achsenstrom [A] und das durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Drehmoment [Nm] dar; die x-Achse bezeichnet die Zeit Zeit [s].
• Nachfolgend wird unter Verwendung von 8 die Tatsache erläutert, dass, wenn der Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand auf den Gesamtphasen-Unterbrechen (6S0)-Zustand gewechselt wird, dieser Übergang bei entsprechend unterschiedlichen Zeitpunkten für die erste Gruppe und die zweite Gruppe ausgeführt wird, sodass die Schwankung in dem Bremsdrehmoment des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 vermieden werden kann.
• In 8 sind in der Periode von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1, da sowohl die erste als auch die zweite Gruppe in dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand sind, sowohl der erste Gruppen Q Achsenstrom als auch der zweite Gruppen q-Achsenstrom gleich 0, wie in „A“ und „B“ jeweils dargestellt, und ist das durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugte Drehmoment gleich 0, wie in „C“ dargestellt.
• Als Nächstes wird zuerst, wenn zu dem Zeitpunkt t1 der Zustand der ersten Gruppe von dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand in den Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt wird, wie in „A“ dargestellt, der erste Gruppen q-Achsenstrom schwanken bei dem Zeitpunkt t1, wie in „A“ dargestellt, und schwankt das Bremsdrehmoment des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 vorübergehend basierend auf der Schwankung des ersten Gruppen q-Achsenstroms.
• Als Nächstes verändert sich bei dem Zeitpunkt t2, bei welchem nach dem Zeitpunkt t1 das Bremsdrehmoment des Zwei-Gruppen-Drei-Phasen Modus 2050, dass auf dem ersten Gruppen die Achsen Strom basiert, von einem negativen Wert zu einem positiven Wert, wird der Zustand der zweiten Gruppe von dem Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand zu dem Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt, wie in „B“ dargestellt. Entsprechend wird, wie in „C“ dargestellt, das positive Richtung, Bremsdrehmoment durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt, basierend auf dem ersten Gruppen q-Achsenstrom, und wird das Negative-Richtung-Bremsdrehmoment, dass durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt wird, basierend auf dem zweiten Gruppen q-Achsenstrom einander ausgleichen; im Ergebnis wird verhindert, dass das gesamte Bremsdrehmoment, dass durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugt wird, schwankt, wenn der Gesamtphasen-Unterbrechen (6SO)-Zustand auf den Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS)-Zustand gewechselt wird.
• Mit Bezug zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) bei der zweiten Gruppe angewendet wird, kann es zulässig sein, dass, um zu veranlassen, dass die Spitze des positiven-Richtung-Bremsdrehmoments basierend auf dem ersten Gruppen q-Achsenstrom mit der Spitze des negativen-Richtung-Bremsdrehmoments basierend auf dem zweiten Gruppen q-Achsenstrom zusammenfällt, das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) wird auf die zweite Gruppe zu einem bestimmten Zeitpunkt angewendet, nachdem das Drei-Phasen-Kurzschließen (3PS) der ersten Gruppe ausgeführt wurde. Im Ergebnis kann das Schwanken des durch den Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor 2050 erzeugten Bremsdrehmoments weiter effektiv verhindert werden.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen 1 und 2 beschränkt; in dem Schutzbereich innerhalb des Geistes der vorliegenden Erfindung können die Konfigurationen von Ausführungsform 1 und 2 geeignet miteinander kombiniert, teilweise modifiziert oder teilweise ausgelassen werden.
• Industrielle Anwendbarkeit
• Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf das Gebiet einer elektrischen Rotationsmaschine mit Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen sondern auch auf die Gebiete eines Hybridfahrzeugs und eines Elektrofahrzeugs angewendet werden, wobei jeweils die elektrische Rotationsmaschine genutzt wird.
• Bezugszeichenliste

1001:

Motor

1002

Elektromotor (Motor)

1003

Inverter

1004

Kontaktelement

1005

Batterie

1006

Getriebe

1007

Rad

3UH

U-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung

3UL

U-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3VH

V-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung

3VL

V-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3WH

W-Phasen-Oberarm-Schaltvorrichtung

3WL

W-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3XH

X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3XL

X-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3YH

Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3YL

Y-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3ZH

Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

3ZL

Z-Phasen-Unterarm-Schaltvorrichtung

2001

Mikrosteuereinheit

2002

Batterie

2004

Stromsensor

2006

Rotationswinkelsensor

2030

Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Inverter

231

erster Drei-Phasen-Inverter

232

zweiter Drei-Phasen-Inverter

2031

Glättungskondensator

2032

Spannungssensor

2033

U-Phasenstromsensor

2034

V-Phasenstromsensor

2035

W-Phasenstromsensor

2036

X-Phasenstromsensor

2037

Y-Phasenstromsensor

2038

Z-Phasenstromsensor

2050

Zwei-Gruppen-Drei-Phasen-Motor

2051

erste Armaturwicklungsgruppe

2052

zweite Armaturwicklungsgruppe

2071

erster Spulentemperatur Sensor

2072

zweiter Spulentemperatur Sensor

Claims (6)

1. Eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung, die eine Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschine mit unabhängigen Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen und aus Permanentmagneten gebildete Magnetfeldpole betreibt, wobei die Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung umfasst: eine Multigruppen-Multiphasen-Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung, versehen mit zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen, die zu gehörend zu den Multigruppen-Multiphasen-Ankerwicklungen vorgesehen sind und die jeweils eine Elektroleistungsumwandlung zwischen der Multiphasen-Ankerwicklung der zugehörigen Gruppe und einer Gleichstromenergiequelle ausführen; einen Glättungskondensator, verbunden mit der Gleichstromseite der Multigruppen-Multiphasen-Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung; und eine Steuervorrichtung, ausgebildet derart, um zu ermöglichen, dass die zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen getrennt gesteuert werden, wobei jede der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen zwei oder mehr Schaltvorrichtungen umfassen, die durch die Steuervorrichtung zu steuern sind, und wobei, wenn die Verbindung zwischen der Gleichstromenergiequelle und der Multigruppen-Multiphasen-Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung unterbrochen ist, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass die entsprechenden Zustände der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen jeweils stufenweise von einem Phasen-Kurzschlusszustand in einen Gesamtphasen-Unterbrechungszustand bei unterschiedlichen Zeitpunkten geschaltet werden.
2. Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei, wenn der Abschätzungswert einer Induktionsspannung in der Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschine gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Spannungswert ist und eine der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen in einem Betriebszustand ist, der die nachstehende Gleichung (1) erfüllt, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass der Zustand der einen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung ein von dem Phasen-Kurzschlusszustand in den Gesamtphasen-Unterbrechungszustand geschaltet wird. $$\frac{1}{2}C\left(V_{OV}{}^2-V_{dc}{}^2\right)>\sqrt{3}L{\text{ I}}_{2st}{}^2$$

   

   C: elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 2031 V_OV: zulässige Energiequellenspannung V_dc: in dem Glättungskondensator aktuell geladene Spannung L: Induktivität des Motors 1002 I_1st: Effektivwert des in dem einen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen fließenden Stroms
3. Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, wenn die eine der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen in dem Phasen-Kurzschlusszustand ist und die andere der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtung in einem Betriebszustand ist, der die nachstehende Gleichung (2) erfüllt, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass der Zustand der anderen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen von dem Phasen-Kurzschlusszustand in den Gesamtphasen-Unterbrechungszustand geschaltet wird. $$\frac{1}{2}C\left(V_{OV}{}^2-V_{dc}{}^2\right)>\sqrt{3}L{\text{ I}}_{2st}{}^2$$

   

   C: elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 2031 V_OV: zulässige Energiequellenspannung V_dc: in dem Glättungskondensator aktuell geladene Spannung L: Induktivität des Motors 1002 I_2st: Effektivwert von in der anderen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen fließenden Strom
4. Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen-Betriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen in dem Gesamtphasen -Unterbrechungszustand sind, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass die entsprechenden Zustände der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen jeweils stufenweise zu dem Phasen-Kurzschlusszustand zu unterschiedlichen Zeitpunkten geschaltet werden.
5. Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen Betriebsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei, wenn der Gesamtphasenunterbrechungszustand zu einem Drei-Phasen-Kurzschlusszustand gewechselt wird, die Steuervorrichtung die Schaltvorrichtungen derart steuert, dass zu einem Zeitpunkt, wenn ein in einem der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen fließender q-Achsenstrom positiv wird, der Zustand der anderen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen von dem Gesamtphasen-Unterbrechungszustand in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand geschaltet wird.
6. Multigruppen-Multiphasen-Elektro-Rotationsmaschinen Betriebsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei, wenn der Gesamtphasen-Unterbrechungszustand in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand geschaltet wird, die Steuervorrichtung den Zustand einer der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen von dem Gesamtphasen-Unterbrechungszustand in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand schaltet und dann den Zustand der anderen der zwei oder mehr Gruppen von Elektroleistungsumwandlungsvorrichtungen von dem Gesamtphasen-Unterbrechungszustand in den Drei-Phasen-Kurzschlusszustand schaltet.

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