DE112020003534T5

DE112020003534T5 - Motorsteuervorrichtung, integrierte elektromechanische Einheit und Elektrofahrzeugsystem

Info

Publication number: DE112020003534T5
Application number: DE112020003534.4T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Hara; Toshiyuki Ajima; Katsuhiro Hoshino; Noriyuki Maekawa
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2022-04-14
Also published as: CN114208021A; JP7312065B2; WO2021049248A1; JP2021044951A; US20220345060A1

Abstract

Herkömmlicherweise besteht das Problem, dass der Schaltverlust eines Wechselrichters zunimmt, falls eine Änderung wie z. B. eine Optimierung einer Schaltfrequenz einbezogen wird. Die Batteriespannung E und die Drehmomentanweisung T* werden in die erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111 eingegeben. Die Batteriespannung E, die Drehmomentanweisung T* und eine Spannungsnutzungsrate, die durch Teilen eines Leitungsspannungseffektivwerts durch eine Batteriespannung (eine Gleichspannung) erhalten wird, werden in eine zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 eingegeben. Eine Magnettemperatur Tmag eines Rotormagneten wird in eine Stromanweisungsauswahleinheit 113 eingegeben und im Normalbetrieb wird eine Stromanweisung gewählt, die von der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111 ausgegeben wird, und die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 wird gewählt, falls die Magnettemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 ist konfiguriert, die Spannungsnutzungsrate im Bereich von 0,3 bis 0,4 nicht zu erreichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung, eine integrierte elektromechanische Einheit und ein Elektrofah rzeugsystem.
Technischer Hintergrund
Ein Antriebsmotor, der für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug verwendet wird, muss eine große Leistung und eine hohe Drehmomentantwort aufweisen. Aus diesem Grund wird eine drehende Elektromaschine mit Permanentmagnet (die im Folgenden als ein Motor bezeichnet wird), die einen Seltenerdsintermagneten enthält, der eine starke Energie behält, im Allgemeinen durch einen Wechselrichter angetrieben. Der Wechselrichter setzt eine Gleichspannung von einer Gleichstromversorgung durch Pulsbreitenmodulationsteuerung (PWM-Steuerung) in eine Leitungsspannung (eine Wechselspannung) einer beliebigen Spannung und Frequenz um und treibt den Motor bei einer veränderbaren Drehzahl an. Falls z. B. die Verwendung in einem Elektrofahrzeug betrachtet wird, ist ein Motor im Stadtverkehr auf eine Seite einer relativ niedrigen Last konzentriert, erfordert eine hohe Leistung auf einer Seite einer hohen Last während einer Beschleunigung während des Überholens oder des Einfädelns und des Fahrens auf einer Schnellstraße und erfordert ein hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit beim Hochfahren einer steilen Steigung. Wie oben beschrieben ist, ändert sich im Motor für ein Elektrofahrzeug die Last des Motors häufig gemäß einem Fahrzustand und ändert sich außerdem ein Wärmewert des Motors, derart, dass der Motor andauernd seine Temperatur ändert. Wenn eine Magnettemperatur des Motors hoch ist und die Erregung mit einem vorgegebenen Betrag oder mehr eines schwachen Magnetflussstroms durchgeführt wird, tritt eine unumkehrbare Entmagnetisierung auf, wobei der Permanentmagnet den ursprünglichen Magnetfluss nicht erzeugt. Im Falle eines Elektrofahrzeugs, das mit lediglich einer Motorsteuervorrichtung versehen ist, ist es dann, wenn ein an der Motorsteuervorrichtung angebrachter Motor entmagnetisiert ist, schwierig, das Fahren zu steuern.
PTL 1 schlägt ein Motoransteuersystem vor, das eine Schaltfrequenz eines Wechselrichters erhöht, wenn eine Temperatur eines Permanentmagneten eines Motors hoch ist, und eine Oberschwingungsspannung und eine Stromwelligkeit, die durch die Schaltfrequenz verursacht werden, verringert. Auf diese Weise werden durch Optimieren der Schaltfrequenz die Oberschwingungsspannung und der Strom verringert und werden der Wirbelstromverlust und der Hystereseverlust verringert.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2009-11028 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der Technik, die in PTL 1 beschrieben ist, besteht das Problem, dass ein Schaltverlust eines Wechselrichters zunimmt, falls eine Änderung wie z. B. eine Optimierung einer Schaltfrequenz einbezogen wird.
Lösung des Problems
Eine Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert. Ein d-Achsenstrom im Dreiphasensynchronmotor wird auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zu der Gleichspannung gesteuert, falls eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
Die Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert. Eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors, eine Spulentemperatur eines Stators des Dreiphasensynchronmotors und eine Modultemperatur des Leistungsumsetzers werden erfasst und ein Strom, der durch den Dreiphasensynchronmotor fließt, und/oder eine Schaltfrequenz des Leistungsumsetzers werden geändert, falls die erfasste Magnettemperatur und/oder die erfasste Spulentemperatur und/oder die erfasste Modultemperatur eine vorgegebene Temperatur, die für jede davon im Voraus gesetzt wurden, überschreiten.
Die Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert. Die Wechselspannung wird auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung geändert, falls eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Leistung eines Motors zu optimieren, während ein Wirbelstromverlust eines Magneten, der im Motor installiert ist, verringert wird und eine unumkehrbare Entmagnetisierung des Magneten vermieden wird.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm einer Steuereinheit.
[3] 3 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen einer Batteriespannung und einer Rotormagnettemperatur veranschaulicht, wenn ein Motor bei einer Dauerleistung angetrieben wird.
[4] 4 ist ein Graph, der eine U-Phasenspannung und eine Grundschwingungskomponente veranschaulicht, wenn eine Batteriespannung zu 200 V, 300 V und 400 V eingestellt wird.
[5] 5 ist ein Graph, der eine Welligkeitsamplitude einer Oberschwingungskomponente einer Leitungsspannung, die von einem Wechselrichter ausgeben wird, veranschaulicht.
[6] 6 ist ein Graph, der eine Welligkeitsamplitude, die sich abhängig von einer Oberschwingungsspannung ändert, veranschaulicht.
[7] 7 ist ein Graph, der ein Frequenzanalyseergebnis einer Dreiphasenstromwellenform veranschaulicht.
[8] 8 ist ein Blockdiagramm einer Stromanweisungserzeugungseinheit.
[9] 9 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung in einer herkömmlichen Technik veranschaulicht.
[10] 10 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
[11] 11 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung, falls eine Gleichspannung geändert wird, veranschaulicht.
[12] 12 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung, falls eine Motordrehzahl geändert wird, veranschaulicht.
[13] 13 ist ein Konfigurationsdiagramm der Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
[14] 14 ist ein Blockdiagramm einer Stromanweisungserzeugungseinheit in der zweiten Ausführungsform.
[15] 15 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb einer Steuereinheit in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
[16] 16 ist ein Zeitdiagramm der Steuereinheit in der zweiten Ausführungsform.
[17] 17 ist ein Konfigurationsdiagramm der Motorsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
[18] 18 ist ein Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit in der dritten Ausführungsform.
[19] 19 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Steuereinheit in der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
[20] 20 ist eine perspektivische Außenansicht einer integrierten elektromechanischen Einheit gemäß einer vierten Ausführungsform.
[21] 21 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Generatorsystems gemäß einer fünften Ausführungsform.
[22] 22 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Aufwärtsumsetzersystems gemäß einer sechsten Ausführungsform.
[23] 23 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugsystem in einer siebten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Motoransteuervorrichtung 6, die eine Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält.
Die Motoransteuervorrichtung 6 enthält eine Steuereinheit 1, einen Motor 2, einen Wechselrichter 3, eine Hochspannungsbatterie 5, eine Stromdetektionseinheit 7 und einen Drehstellungsdetektor 8.
In die Steuereinheit 1 wird eine Drehstellung θ des Motors 2 vom drehenden Positionsdetektor 8 eingegeben, wird eine Magnettemperatur Tmag vom Motor 2 eingegeben, werden Dreiphasenwechselstromströme lu, Iv und Iw von der Stromdetektionseinheit 7 eingegeben und wird eine Drehmomentanweisung T* von einer Host-Steuervorrichtung (die nicht veranschaulicht ist) eingegeben. Die Steuereinheit 1 erzeugt ein Pulsbreitenmodulationssignal auf der Grundlage der Eingangsinformationen und gibt das Pulsbreitenmodulationssignal zum Wechselrichter 3 aus. Auf diese Weise wird der Betrieb des Wechselrichters 3 gesteuert und wird das Antreiben des Motors 2 gesteuert.
Der Wechselrichter 3 enthält eine Wechselrichterschaltung 31, die eine Gleichspannung unter Verwendung von Schaltelementen Sup, Sun, Svp, Svn, Swp und Swn in eine Wechselspannung wechselseitig umsetzt, eine Gate-Ansteuersignalausgabeeinheit 32, die auf der Grundlage eines Pulsbreitenmodulationssignals, das von der Steuereinheit 1 eingegeben wurde, ein Gate-Ansteuersignal zur Wechselrichterschaltung 31 ausgibt, und einen Glättungskondensator 33, der Gleichstromleistung glättet. Der Wechselrichter 3 ist ein Leistungsumsetzer, der eine Gleichspannung in eine Wechselspannung wechselseitig umsetzt.
Die Hochspannungsbatterie 5 ist eine Gleichspannungsquelle der Motoransteuervorrichtung 6 und ihre Spannung fluktuiert stark gemäß einem Ladezustand. Eine Batteriespannung E der Hochspannungsbatterie 5 wird durch die Wechselrichterschaltung 31 und die Gate-Ansteuersignalausgabeeinheit 32 des Wechselrichters 3 in eine gepulste Dreiphasenwechselstromspannung, die eine veränderliche Spannung und eine veränderliche Frequenz besitzt, umgesetzt und wird als eine Leitungsspannung an den Motor 2 angelegt.
Der Motor 2 ist ein Dreiphasensynchronmotor, der durch Zufuhr einer Leitungsspannung (einer Dreiphasenwechselstromspannung) vom Wechselrichter 3 drehend angetrieben wird. Der Motor 2 ist z. B. eine drehende Elektromaschine mit Permanentmagnet und ein Permanentmagnet wie z. B. ein Neodymmagnet ist an einem Rotor als ein Rotormagnet installiert. Ein Drehstellungssensor 51 ist am Motor 2 angebracht, um eine Phase einer angelegten Dreiphasenwechselspannung in Übereinstimmung mit einer Phase einer Induktionsspannung des Motors 2 zu steuern. Der drehende Positionsdetektor 8 berechnet die Drehstellung θ eines Rotors aus einem Eingangssignal des Drehstellungssensors 51 und berechnet eine Motordrehzahl ωr. Hier ist ein Drehgeber, der einen Eisenkern und eine Wicklung enthält, besser geeignet als der Drehstellungssensor 51. Allerdings kann ein Sensor, der ein magnetoresistives Element oder ein Hallelement enthält, wie z. B. ein GMR-Sensor verwendet werden. Ferner kann die Drehstellung θ unter Verwendung eines Dreiphasenstroms oder einer Dreiphasenspannung des Motors 2 geschätzt werden.
Der Motor 2 ist mit einem Temperatursensor 52 versehen, der die Magnettemperatur Tmag eines Rotormagneten vom Standpunkt des Niederhaltens einer Entmagnetisierung des Rotormagneten des Motors 2 detektiert. Es ist festzuhalten, dass eine Magnettemperaturschätzeinheit derart vorgesehen sein kann, dass die Magnettemperatur Tmag des Rotormagneten unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit einer Induktionsspannung, die durch die Drehung des Motors 2 induziert wird, geschätzt wird, oder die Schätzung unter Verwendung eines Wärmenetzes durchgeführt werden kann.
Im Folgenden wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Schätzen einer Magnettemperatur des Rotormagneten unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (3) beschrieben. Die Gleichungen (1) und (2) repräsentieren eine dq-Achsenspannungsgleichung des Motors. In Gleichung (1) und Gleichung (2) können ein Wicklungswiderstand R, eine elektrische Kreisfrequenz ω und dq-Achseninduktivitäten Ld und Lq in Bezug auf die Temperatur als im Wesentlichen unverändert betrachtet werden. Dagegen können, obwohl dq-Achsenspannungen Vd und Vq und dq-Achsenströme Id und lq Fluktuationsparameter sind, der dq-Achsenstrom unter Verwendung einer Rotorstellung aus einem Dreiphasenstrom des Motors hergeleitet werden und der dq-Achsenspannung durch Berechnung eines Spannungsanweisungswerts hergeleitet werden. $Vd = R * ld - ω * Lq * lq$
$Vq = R * lq + ω * Ld * ld + ω * Ke$
Hier sind Vd und Vq dq-Achsenspannungen, sind Id und Iq dq-Achsenströme, sind Ld und Lq dq-Achseninduktivitäten, ist ω eine elektrische Kreisfrequenz, ist Ke eine Induktionsspannungskonstante und ist R ein Wicklungswiderstand.
Gleichung (3) zeigt die Temperaturabhängigkeit der Induktionsspannung von einer Rotormagnettemperatur. Es ist ersichtlich, dass, wenn sich eine Temperatur von einer normalen Temperatur T_nomi ändert, die Induktionsspannung linear entsprechend ändert. $Ke = Ke_nomi + (T - T_nomi) * K$
Hier ist Ke_nomi eine Induktionsspannungskonstante bei einer normalen Temperatur, ist T eine Rotortemperatur, ist T_nomi eine normale Temperatur des Rotors und ist K eine Temperaturabhängigkeitssteigung der Induktionsspannung.
Dann wird ein Detektionsprinzip einer Rotormagnettemperatur beschrieben. In der Gleichung der q-Achsenspannung von Gleichung (1) und Gleichung (2) wird die Induktionsspannungskonstante Ke aus einem bekannten Parameter hergeleitet. Diese Induktionsspannungskonstante Ke stimmt aufgrund einer Temperaturabhängigkeit nicht mit der Induktionsspannungskonstante Ke_nomi bei einer normalen Temperatur überein. In Gleichung (3) sind die Induktionsspannungskonstante Ke_nomi bei einer normalen Temperatur und die normale Temperatur T_nomi des Rotors bekannt und kann die Rotortemperatur T unter Verwendung dieser und der Induktionsspannungskonstante Ke geschätzt werden.
Die Stromdetektionseinheit 7 detektiert den U-Phasenwechselstrom lu, den V-Phasenwechselstrom Iv und den W-Phasenwechselstrom Iw, die Dreiphasenwechselstromströme zum Erregen des Motors 2 sind. Obwohl hier eine, die drei Stromdetektoren enthält, veranschaulicht ist, kann die Anzahl von Stromdetektoren zwei sein und kann die eine verbleibende Phase aus der Tatsache berechnet werden, dass die Summe von Dreiphasenströmen null ist. Ferner kann ein gepulster Gleichstrombusstrom, der in den Wechselrichter 3 fließt, als eine Spannung an beiden Enden eines Nebenschlusswiderstands, der zwischen den Glättungskondensator 33 und den Wechselrichter 3 eingesetzt ist, detektiert werden und kann ein Gleichstrom als ein Dreiphasenstrom gemäß einer angelegten Spannung nachgebildet werden.
2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm der Steuereinheit 1, die in 1 veranschaulicht ist. Wie in 2 veranschaulicht ist, enthält die Steuereinheit 1 eine Stromanweisungserzeugungseinheit 11, eine Dreiphasen/dq-Umsetzeinheit 12, eine Stromsteuereinheit 13, eine Spannungsanweisungserzeugungseinheit 14, eine Gate-Signalerzeugungseinheit 15, eine Drehzahlberechnungseinheit 16 und eine Dreiecksschwingungserzeugungseinheit 17. Die Steuereinheit 1 steuert die Wechselrichterschaltung 31 des Wechselrichters 3 in Übereinstimmung mit der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq*, die dem detektierten U-Phasenwechselstrom lu, dem detektierten V-Phasenwechselstrom Iv, dem detektierten W-Phasenwechselstrom Iw und der detektierten Drehmomentanweisung T*entsprechen, an.
Auf der Grundlage der Drehmomentanweisung T* und der Batteriespannung E bestimmt die Stromanweisungserzeugungseinheit 11 unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks oder eines Kennfelds des d-Achsenstromwerts Id, des q-Achsenstromwerts Iq und des Motordrehmoments die d-Achsenstromanweisung Id* und die q-Achsenstromanweisung Iq*. Die Dreiphasen/dq-Umsetzeinheit 12 führt eine dq-Umsetzung des detektierten U-Phasenwechselstroms lu, des detektierten V-Phasenwechselstrom Iv und des detektierten W-Phasenwechselstrom Iw auf der Grundlage der Drehstellung θ durch, um den d-Achsenstromwert Id und den q-Achsenstromwert Iq im Motor 2 zu berechnen.
Die Stromsteuereinheit 13 berechnet eine d-Achsenspannungsanweisung Vd* und eine q-Achsenspannungsanweisung Vq* derart, dass der d-Achsenstromwert Id und die d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromwert Iq und die q-Achsenstromanweisung Iq* miteinander übereinstimmen.
Die Spannungsanweisungserzeugungseinheit 14 berechnet einen U-Phasenspannungsanweisungswert Vu*, einen V-Phasenspannungsanweisungswert Vv* und einen W-Phasenspannungsanweisungswert Vw*, die Dreiphasenspannungsanweisungswerte sind, die durch UVW-Konvertieren der d-Achsenspannungsanweisung Vd* und der q-Achsenspannungsanweisung Vq* auf der Grundlage der Drehstellung θ erhalten werden, und gibt sie aus.
Die Gate-Signalerzeugungseinheit 15 vergleicht den U-Phasenspannungsanweisungswert Vu*, den V-Phasenspannungsanweisungswert Vv* und den W-Phasenspannungsanweisungswert Vw*, die Ausgaben der Spannungsanweisungserzeugungseinheit 14 sind, mit einer Dreiecksschwingung (einer Trägerschwingung), die eine Ausgabe der Dreiecksschwingungserzeugungseinheit 17 ist, und erzeugt ein Pulsbreitenmodulationssignal, das eine gepulste Spannung ist.
Zu dieser Zeit werden Gate-Signale Gup, Gvp und Gwp eines oberen Zweigs auf der Grundlage des U-Phasenspannungsanweisungswerts Vu*, des V-Phasenspannungsanweisungswerts Vv* und des W-Phasenspannungsanweisungswerts Vw* erzeugt und werden die Gate-Signale Gup, Gvp und Gwp logisch invertiert, um die Gate-Signale eines unteren Zweigs Gun, Gvn und Gwn zu erzeugen. Dann wird jedes der erzeugten Gate-Signale Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn und Gwn als ein Pulsbreitenmodulationssignal zum Wechselrichter 3 ausgegeben. Die Drehzahlberechnungseinheit 16 berechnet eine elektrische Kreisfrequenz ωr aus einer zeitlichen Änderung der Drehstellung θ.
Dann wird vor dem Beschreiben der Stromanweisungserzeugungseinheit 11, die ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, der Hintergrund, der zur vorliegenden Ausführungsform führt, beschrieben. 3 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen der Batteriespannung E und einer Rotormagnettemperatur veranschaulicht, wenn ein Motor bei einer Dauerleistung angetrieben wird.
Wie in 3 veranschaulicht ist, sind eine Wechselspannung, eine Drehzahl des Motors 2, eine Drehmomentanweisung, eine dq-Achsenstromanweisung und dergleichen gleich. Allerdings variiert die Batteriespannung E z. B. als 280 V, 350 V und 420 V. Wie aus 3 ersichtlich ist, variiert die Rotormagnettemperatur abhängig von der Batteriespannung E stark und variiert um bis zu 65 °C. Da die Strombedingungen und dergleichen gleich sind, ändert sich eine Statortemperatur auf der Statorseite kaum. Der Hintergrund, der zur vorliegenden Ausführungsform führt, ist bedingt durch einen breiten Spannungsbereich der Batteriespannung E von 200 V bis 400 V, was ein für eine Kraftfahrzeugverwendung des Motors 2 einzigartiges Ereignis ist.
Dann wird ein Grund, warum sich die Magnettemperatur abhängig von der Batteriespannung ändert, unter Bezugnahme auf 4 bis 7 und Gleichung (1) und Gleichung (2), die oben beschrieben sind, beschrieben. Die Gleichungen (1) und (2) sind Spannungsgleichungen eines Permanentmagnetsynchronmotors, der in einer Automobilanwendung verwendet wird, in einem Beharrungszustand.
Gleichung (1) und Gleichung (2) zeigen, dass sich, falls die Drehzahl des Motors 2 und die dq-Achsenstromanweisungen Id* und Iq*, die durch die Stromanweisungserzeugungseinheit 11 gemäß der Drehmomentanweisung T* bestimmt werden, gleich sind und lediglich die Batteriespannung E verschieden ist, die Leitungsspannung (eine Dreiphasenwechselstromspannung), die vom Wechselrichter 3 zum Motor 2 ausgegeben wird, nicht ändert.
Dagegen ändert sich eine Spannungsnutzungsrate, die durch Teilen eines Leitungsspannungseffektivwerts durch die Batteriespannung E (eine Gleichspannung) erhalten wird, abhängig von der Batteriespannung E stark. Gleichung (4) zeigt eine Definitionsgleichung der Spannungsnutzungsrate. Die Spannungsnutzungsrate, die durch Gleichung (4) definiert ist, repräsentiert ein Verhältnis einer Leitungsspannung des Motors 2 zur Batteriespannung E, d. h. ein Verhältnis einer umgesetzten Wechselspannung zu einer Gleichspannung, bevor sie durch den Wechselrichter 3 in eine Wechselspannung umgesetzt wird. $Spannungsnutzungsrate = (Leitungsspannungseffektivwert) / (Gleichspannung)$
Gleichung (5) zeigt eine Definitionsgleichung des Leitungsspannungseffektivwerts, der in Gleichung (4) verwendet wird. $Leitungsspannungseffektivwert = v (3 / 2) * v (Vd 2 + Vq 2)$
Hier sind Vd und Vq dq-Achsenspannungen (relative Umsetzung).
4(A) bis 4(C) sind Graphen, die eine U-Phasenspannung und eine Grundschwingungskomponente veranschaulichen, wenn die Batteriespannung E zu 200 V, 300 V und 400 V eingestellt wird. 4(A) veranschaulicht eine U-Phasenspannung und eine Grundschwingungskomponente, falls die Batteriespannung E 200 V ist und die Spannungsnutzungsrate 0,61 ist. 4(B) veranschaulicht eine U-Phasenspannung und eine Grundschwingungskomponente, falls die Batteriespannung E 300 V ist und die Spannungsnutzungsrate 0,41 ist. 4(C) veranschaulicht eine U-Phasenspannung und eine Grundschwingungskomponente, falls die Batteriespannung E 400 V ist und die Spannungsnutzungsrate 0,31 ist.
Obwohl die Grundschwingungskomponente (dicke Linie) in 4(A) bis 4(C) nicht geändert wird, werden ein Spitzenwert und eine Nickbreite der Pulsspannung geändert. Während 4(A) eine große Nickbreite und einen kleinen Spitzenwert zeigt, zeigt 4(C) eine kleine Nickbreite und einen großen Spitzenwert.
5 ist ein Graph, der eine Welligkeitsamplitude einer Oberschwingungskomponente der Leitungsspannung, die vom Wechselrichter 3 ausgegeben wird, veranschaulicht. Die horizontale Achse repräsentiert eine Frequenz und die vertikale Achse repräsentiert eine Spannung.
Wenn der Spitzenwert und die Nickbreite der Pulsspannung verschieden sind, ändert sich die Welligkeitsamplitude der Oberschwingungskomponente der Leitungsspannung, die vom Wechselrichter 3 ausgegeben wird, wie in 5 veranschaulicht ist. In 5 sind als ein repräsentatives Beispiel eine einfache Komponente und eine zweifache Komponente einer Schaltfrequenz veranschaulicht, wenn jedes Schaltelement der Wechselrichterschaltung 31 die Schaltoperation durchführt. Allerdings werden außer diesen 3-, 4-, 5-, 6-Fache, ... Komponenten erzeugt. Es ist festzuhalten, dass die Schaltfrequenz einer Frequenz der Trägerschwingung, die durch die Dreiecksschwingungserzeugungseinheit 17 in der Steuereinheit 1 erzeugt wird, entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform findet die Tatsache Aufmerksamkeit, dass die Welligkeitsamplitude der Oberschwingungsspannung sich abhängig von der Spannungsnutzungsrate ändert, und wird die Tatsache verwendet, dass die Welligkeitsamplitude wesentlich zum Wirbelstromverlust des Magneten beiträgt.
6 ist ein Graph, der eine Welligkeitsamplitude, die sich abhängig von einer Oberschwingungsspannung ändert, veranschaulicht. Die horizontale Achse repräsentiert die Spannungsnutzungsrate und die vertikale Achse repräsentiert die Welligkeitsspannung.
Ein Graph a in 6 veranschaulicht eine Motorgrundfrequenz f1, ein Graph b veranschaulicht Vh(fc +/- 4f1), ein Graph c veranschaulicht Vh(fc +/- 2f1) und ein Graph d veranschaulicht Vh(2fc +/- f1). Hier repräsentiert fc eine Schaltfrequenz (eine Frequenz einer Trägerschwingung) und repräsentiert Vh eine Oberschwingungsspannung.
Wie aus 6 ersichtlich ist, wird die Komponente (2fc +/- f1), die die doppelte Schaltfrequenz ist, die durch den Graph d einer dicken Linie angegeben ist, mit einer maximalen Spannungsnutzungsrate zwischen 0,3 bis 0,4 maximiert.
Dann wird ein Erzeugungsprinzip eines Wirbelstromverlusts des Magneten beschrieben. Der Wirbelstromverlust des Magneten ist Stromwärme, die durch Wirbelstrom erzeugt wird, der aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft strömt, die in einem Material durch Fluktuation einer Magnetisierungskraft aufgrund des Anlegens einer Spannung erzeugt wird. Der Wirbelstromverlust We wird durch Gleichung (6) unten ausgedrückt. $We \propto B 2 * f 2$
Hier ist B die maximale magnetische Flussdichte und ist f eine Frequenz.
Gleichung (6) zeigt, dass der Wirbelstromverlust durch das Quadrat eines Änderungsbetrags einer magnetischen Flussdichte und das Quadrat der Frequenz beherrscht wird. Deshalb hat eine Verringerung der Komponente der doppelten Schaltfrequenz, die im Quadrat der Frequenz dominant ist, eine große Wirkung auf eine Verringerung des Wirbelstromverlusts.
7 ist ein Graph, der ein Frequenzanalyseergebnis einer Dreiphasenstromwellenform veranschaulicht. 7 veranschaulicht ein Ergebnis des Berechnens einer Dreiphasenstromwellenform durch numerische Analyse unter der Bedingung, die in 3 veranschaulicht ist, und des Durchführens einer Frequenzanalyse. 7(A) veranschaulicht einen Fall, in dem die Batteriespannung E 280 V ist, 7(B) veranschaulicht ein Fall, in dem die Batteriespannung E 350 V ist und 7(C) veranschaulicht ein Fall, in dem die Batteriespannung E 420 V ist. Die horizontale Achse repräsentiert die Schaltfrequenz fc und die vertikale Achse repräsentiert der Strom.
Wie in 7(C) gezeigt ist, wurde, falls die Batteriespannung E 420 V ist, da die Spannungsnutzungsrate im Bereich von 0,3 bis 0,4 liegt, zum ersten Mal gefunden, dass die zweifache Komponente der Schaltfrequenz groß ist, was zu einer Zunahme in der Magnettemperatur, die in 3 gezeigt ist, führt.
Aufgrund des Hintergrunds, der oben beschrieben ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform getrennt von einer Stromanweisung einer Maximaldrehmoment-/Strom-Steuerung (MTPA-Steuerung: Maximaldrehmomentpro-Ampere-Steuerung), die normalerweise verwendet wird, das Antreiben unter Verwendung einer Stromanweisung durchgeführt, die im Voraus berechnet wurde, um die Spannungsnutzungsrate im Bereich von 0,3 bis 0,4 zu vermeiden. Im Folgenden wird die vorliegende Ausführungsform genau beschrieben.
8 ist ein Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit 11.
Die Stromanweisungserzeugungseinheit 11 enthält eine erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111 für einen Normalbetrieb, eine zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 zur Magnettemperaturverringerung und eine Stromanweisungsauswahleinheit 113. Die Batteriespannung E und die Drehmomentanweisung T* werden in die erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111 eingegeben. Die Batteriespannung E, die Drehmomentanweisung T* und die Spannungsnutzungsrate, die durch die Steuereinheit 1 auf der Grundlage von Gleichung (4) berechnet wird, werden in die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 eingegeben. Die Magnettemperatur Tmag des Rotormagneten wird in die Stromanweisungsauswahleinheit 113 eingegeben. Die Stromanweisungsauswahleinheit 113 wählt eine Stromanweisungsausgabe aus der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111 in Normalbetrieb, wobei die Magnettemperatur Tmag niedriger als ein vorgegebener Wert ist, und wählt eine Stromanweisungsausgabe aus der zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112, falls die Magnettemperatur Tmag den vorgegebenen Wert überschreitet. Die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 erzeugt einen Stromanweisung, wie später beschrieben wird, um nicht die Spannungsnutzungsrate im Bereich von 0,3 bis 0,4 zu erhalten. Es ist festzuhalten, dass ein Bereich der Spannungsnutzungsrate, die die Spannungsnutzungsrate im Bereich von 0,3 bis 0,4 nicht erreicht, frei geändert werden kann, solange der Bereich kein Bereich ist, in dem die Rotormagnettemperatur aufgrund der zweifachen Komponente der Schaltfrequenz wesentlich zunimmt.
Dann wird eine Erzeugung einer Stromanweisung in der zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112 beschrieben. Gleichung (7) repräsentiert eine Drehmomentgleichung des Motors und Gleichung (8) repräsentiert einen Strombetragswert. Das Ziel der vorliegenden Ausführungsform ist ein eingebetteter Permanentmagnetmotor, der ein Reluktanzdrehmoment verwenden kann, das durch ein Schenkelpolverhältnis, das eine Differenz zwischen einer d-Achseninduktivität und einer q-Achseninduktivität ist, erzeugt wird. Aus diesem Grund liegen mehrere d-Achsenströme Id und q-Achsenströme Iq in Bezug auf das Drehmoment T aufgrund von zwei Variablen vor. $T = p * Ke * lq + p * (Ld - Lq) * ld * lq$
$| I | = v (ld 2 + lq 2)$
Hier sind Id und Iq dq-Achsenströme, ist |I| ein Strombetragswert, sind Ld und Lq dq-Achseninduktivitäten, ist p die Anzahl von Polpaaren und ist Ke eine Induktionsspannungskonstante.
9 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung in einer herkömmlichen Technik veranschaulicht. V1 ist eine untere Grenzspannung eines nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG und V2 ist eine obere Grenzspannung des nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG. Im Vektordiagramm von 9 sind Gleichung (1) und Gleichung (2) auf der d Achse (der horizontalen Achse) und der q Achse (der vertikalen Achse) gezeigt. Herkömmlicherweise wurde ein Stromanweisungswert ausgelegt, einen oberen Stromgrenzwert und einen oberen Spannungsgrenzwert in Bezug auf ein gewünschtes Drehmoment nicht zu überschreiten. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111, die in einem Normalbetriebsbereich eine Stromanweisung erzeugt, die d-Achsenstromanweisung Id* und die q-Achsenstromanweisung Iq* und gibt sie aus, um einen Mindeststrombetrag |I| in Bezug auf das Drehmoment aufzuweisen.
Andererseits verhindert die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 der vorliegenden Ausführungsform, dass ein Spannungsbetrag |V| (= v(Vd^2 + Vq^2)) in Bezug auf das Drehmoment in einen vorgegebenen Spannungsbereich fällt. Wenn der Spannungsbetrag berechnet wird, muss der Spannungsbetrag lediglich aus einem d-Achsenstrom und einem q-Achsenstrom, die durch dq-Umsetzung eines detektierten Dreiphasenstroms unter Verwendung von Gleichung (1) und Gleichung (2) erhalten werden, berechnet werden. Speziell wenn eine Kombination der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq* entsprechend der Drehmomentanweisung T* gemäß Gleichung (7) bestimmt wird, verursacht die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112, dass der Spannungsbetrag |V| gemäß diesen Stromanweisungen in die Grenzen der Gleichungen (9) bis (10) fällt. Das heißt, falls die dq-Achsenstromanweisungen Id* und Iq*, die durch die erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111 erzeugt werden, die Bedingungen der Gleichungen (9) und (10) nicht erfüllen, erhält die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 die dq-Achsenstromanweisungen Id* und Iq*, die diese Bedingungen erfüllen, um einen Strombetriebspunkt, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, herzuleiten. $V 1 > | V |$
oder $V 2 < | V |$
Hier ist V1 eine untere Grenzspannung des nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG und ist V2 eine obere Grenzspannung des nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG.
Es ist festzuhalten, dass, wenn die Gleichungen (9) bis (10) unter Verwendung der Spannungsnutzungsrate und der Batteriespannung E, ausgedrückt werden, die Gleichungen (11) bis (12) erhalten werden. $V 1 > v (2 / 3) * Spannungnutzungsrate * (Batteriespannung E)$
oder $V 2 < v (2 / 3) * Spannungnutzungsrate * (Batteriespannung E)$
10 ist ein Vektordiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Stromanweisungswert und einer Spannung in der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
In der vorliegenden Ausführungsform wählt dann, wenn die Magnettemperatur Tmag einen vorgegebenen Wert überschreitet, die Steuereinheit 1 eine Stromanweisung, die durch die zweite Stromanweisungserzeugungseinheit 112 erzeugt wird, anstelle einer Stromanweisung für einen Normalbetrieb, die durch die erste Stromanweisungserzeugungseinheit 111 in der Stromanweisungserzeugungseinheit 11 erzeugt wird. Auf diese Weise erhöht sich, wie in 10 gezeigt ist, aufgrund einer Erregung mit dem d-Achsenstrom (einem schwachen Feldstrom) Id, der durch die Gleichungen (9) bis (11) hergeleitet wird, eine d-Achseninterferenzspannung ω * Ld * Id und abnimmt eine q-Achsenspannung Vq entsprechend ab, derart, dass der Spannungsbetrag |V| aus dem nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG gelangt. Das heißt, falls die Magnettemperatur Tmag des Rotors eine vorgegebene Temperatur überschreitet, ändert die Steuereinheit 1 die Wechselspannungsausgabe vom Wechselrichter 3, ohne das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 zu ändern, indem der d-Achsenstrom auf der Grundlage der Spannungsnutzungsrate derart gesteuert wird, dass der Spannungsbetrag |V| aus dem nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG gelangt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Spannungsnutzungsrate, die ein Verhältnis zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung ist, durch Erregung mit dem d-Achsenstrom (einem schwachen Feldstrom) geändert. Allerdings liegen mehrere Beispiele des Änderns der Spannungsnutzungsrate vor und jedes Beispiel kann verwendet werden. Die Beispiele werden unten beschrieben.
Zunächst wird ein Beispiel, in dem die Gleichspannung geändert wird, unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Dieses Beispiel ist für ein System geeignet, in dem die Batteriespannung E verstärkt wird, um eine Gleichstromversorgung zu erhalten, und ändert die Spannungsnutzungsrate, die ein Verhältnis zu einer gewünschten Wechselspannung ist.
Wie in 11 veranschaulicht ist, ist vor einer Verstärkung eine Spannungsanweisung im nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG (V1 bis V2) enthalten. Allerdings ändert sich durch Verstärkung der nicht einstellbare Spannungsanweisungsbereich NG (V1' bis V2') derart, dass die Spannungsanweisung aus dem nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG (V1 bis V2) gelangt, d. h. die Spannungsnutzungsrate ändert sich und der Wirbelstromverlust kann verringert werden. Es ist festzuhalten, dass die Spannungsnutzungsrate durch Absenken der Batteriespannung E statt Verstärken der Batteriespannung E geändert werden kann.
Dann wird ein Beispiel, in dem die Motordrehzahl geändert wird, unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Dieses Beispiel ist für ein Kraftmaschinengeneratorsystem geeignet, das durch eine Kraftmaschine eine gewünschte Leistung erhält, und ermöglicht, die Spannungsnutzungsrate, die ein Verhältnis zu einem gewünschten Leitungsspannungseffektivwert ist, durch freies Steuern einer Drehzahl eines Generatormotors frei zu steuern. 12 veranschaulicht eine Spannungsanweisung, nachdem die Motordrehzahl geändert wurde. Durch Ändern der Drehzahl des Motors werden Nichtinterferenzausdrücke (jwLdld und jωLqIq) und ein Induktionsspannungsausdruck (ω * Ke) geändert und der Leitungsspannungseffektivwert wird verringert. Auf diese Weise ändert sich die Spannungsnutzungsrate und kann der Wirbelstromverlust verringert werden.
Es ist festzuhalten, dass die verschiedenen Verfahren zum Ändern der Spannungsnutzungsrate, die oben beschrieben sind, allein verwendet werden können oder mehrere Verfahren in Kombination verwendet werden können. In der vorliegenden Ausführungsform kann durch Einsetzen eines optionalen Verfahrens eine gewünschte Spannungsnutzungsrate erreicht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform fällt, selbst, falls die Magnettemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, der Spannungsbetrag |V| nicht in einen vorgegebenen Bereich und wird eine Oberschwingungsspannung der doppelten Schaltfrequenz verringert. Als Ergebnis kann der Wirbelstromverlust des Rotormagneten verringert werden und kann die Dauerleistung des Motors, der in einem umweltfreundlichen Fahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug verwendet wird, optimiert werden. Das heißt, es ist möglich, das Drehmoment des Motors, das zum für kontinuierlichen Fahren wie z. B. Fahren auf einer Steigung mit einer hohen Geschwindigkeit nötig ist, zu optimieren.
Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Leistung des Motors optimiert werden, selbst, falls ein Permanentmagnetsynchronmotor, der dieselbe Größe wie ein herkömmlicher Permanentmagnetsynchronmotor besitzt, verwendet wird, und kann die Leistung der Motorsteuervorrichtung erhöht werden. Darüber hinaus liegt unter Verwendung der Motorsteuervorrichtung eine Entsprechung der Wirkung, die durch Erhöhen eines Entmagnetisierungswiderstands eines Magneten erhalten wird, vor, kann ein Verwendungsbetrag des Magneten verringert werden und können auch die Kosten der Motorsteuervorrichtung verringert werden.
[Zweite Ausführungsform]
13 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Motoransteuervorrichtung 61, die die Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält. Dieselben Abschnitte wie die der Motoransteuervorrichtung 61 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 1 veranschaulicht ist, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und aus der Beschreibung ausgelassen. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform, die in 1 veranschaulicht ist, dahingehend verschieden, dass ein Spulentemperatursensor 53 eines Stators am Motor 2 montiert ist. Es ist festzuhalten, dass eine Spulentemperatur des Stators des Motors 2 auf der Grundlage der Temperaturabhängigkeit einer Induktionsspannung durch Gleichung (3) oder dergleichen geschätzt werden kann.
Wie in 13 veranschaulicht ist, empfängt die Steuereinheit 1 eine Spulentemperatur Tcoil vom Spulentemperatursensor 53. In der vorliegenden Ausführungsform überwacht die Steuereinheit 1 ständig, ob die Spulentemperatur des Stators eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
14 ist ein Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieselben Abschnitte im Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit 11, die in 8 veranschaulicht ist, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und aus der Beschreibung ausgelassen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Spulentemperatur Tcoil in die Stromanweisungsauswahleinheit 113 eingegeben.
15 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Steuereinheit 1 in der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuereinheit 1 wiederholt die Operation, die im Ablaufplan von 15 veranschaulicht ist, in regelmäßigen Zeitintervallen.
In Schritt S102 von 15 bestimmt die Steuereinheit 1, ob die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, bestimmt die Steuereinheit 1 im nächsten Schritt S103, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, endet die Verarbeitung, ohne etwas zu tun. Falls in Schritt S103 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird im nächsten Schritt S104 eine Stromamplitude abgesenkt, um den Spulenverlust proportional zu dem Quadrat des Widerstands und dem Strom zu verringern. Speziell werden Werte der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq* derart geändert, dass die Stromamplitude kleiner wird als Werte der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq*, die ausgegeben werden, falls die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Auf diese Weise wird das Antreiben des Motors 2 gesteuert, um das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 mehr als eine Eingangsdrehmomentanweisung zu verringern.
Falls in Schritt S102 bestimmt wird, dass die Magnettemperatur Tmag den vorgegebenen Wert überschreitet, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S105, um zu bestimmen, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird im nächsten Schritt S106 eine Erzeugungsquelle einer Stromanweisung, die durch die Stromanweisungsauswahleinheit 113 gewählt wird und von der Steuereinheit 1 ausgegeben wird, von der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111, die eine Stromanweisung für einen Normalbetrieb erzeugt, zur zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112, die den Magnetwirbelstromverlust verringert, geschaltet. Auf diese Weise erhöht sich die Stromamplitude, während das Ausgangsdrehmoment konstant gehalten wird.
Falls in Schritt S105 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird, um den Spulenverlust proportional zu dem Quadrat des Widerstands und dem Strom zu verringern, im nächsten Schritt S107 die Stromamplitude ebenso wie in Schritt S104 abgesenkt, derart, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 mehr als das in einer Eingangsdrehmomentanweisung verringert wird.
16 ist ein Zeitdiagramm der Steuereinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 16(A) veranschaulicht den d-Achsenstrom Id, den q-Achsenstrom Iq, die d-Achsenstromanweisung Id* und die q-Achsenstromanweisung Iq*, 16(B) veranschaulicht den Strombetrag |I| und einen Stromanweisungsbetrag |I*|, 16(C) veranschaulicht das Ausgangsdrehmoment T und die Drehmomentanweisung T* des Motors 2,
16(D) veranschaulicht einen Rotormagnettemperaturmerker und 16(E) veranschaulicht einen Spulentemperaturmerker. Die horizontale Achse repräsentiert die zeitliche Änderung.
Wie in 16(D) und 16(E) veranschaulicht ist, sind der Magnettemperaturmerker des Rotors und der Spulentemperaturmerkers beide von der Zeit 0 zu Beginn der Zeit A null und wird die Ausgabe der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111 in diesem Zeitraum verwendet, wie in 16(A) bis 16(C) veranschaulicht ist.
Wenn die Magnettemperatur eine vorgegebene Temperatur von der Zeit A zur Zeit B überschreitet, wird der Rotormagnettemperaturmerker eins und wird während dieses Zeitraums die Ausgabe der zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112 verwendet. Zum jetzigen Zeitpunkt erhöht sich, wie in 16(B) veranschaulicht ist, der Strombetrag |I| und werden, wie in 16(C) veranschaulicht ist, die Drehmomentanweisung und die Drehmomentausgabe im Beharrungszustand nicht geändert. Als Ergebnis ändert sich selbst dann, wenn die Rotormagnettemperatur die vorgegebene Temperatur überschreitet, das ausgegebene Motordrehmoment nicht, derart, dass der Einfluss auf die Fahrzeugschwingung und das Fahrzeuggeräusch minimiert werden kann. Ferner wird, wenn die Rotortemperatur nach der Zeit B unter die vorgegebene Temperatur fällt, der Rotormagnettemperaturmerker null und wird nach der Zeit B die Ausgabe der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111 verwendet. Außerdem werden zum jetzigen Zeitpunkt die Drehmomentanweisung und die Drehmomentausgabe im Beharrungszustand nicht geändert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können durch Detektieren der Spulentemperatur des Stators zusätzlich zur Rotormagnettemperatur sowohl eine Entmagnetisierung des Magneten als auch ein Temperaturanstieg der Spule verhindert werden und kann ebenso wie in der ersten Ausführungsform die Dauerleistung des Motors 2 optimiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Drehmoment, das zum kontinuierlichen Fahren wie z. B. Fahren auf einer Steigung mit einer hohen Geschwindigkeit in einem umweltfreundlichen Fahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug erforderlich ist, zu optimieren. Ferner kann selbst dann, wenn die Rotormagnettemperatur die vorgegebene Temperatur überschreitet, eine Stromanweisung, die nicht verursacht, dass sich das ausgegebene Motordrehmoment ändert, derart erzeugt werden, dass der Einfluss auf die Fahrzeugschwingung und das Fahrzeuggeräusch minimiert werden kann.
[Dritte Ausführungsform]
17 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Motoransteuervorrichtung 62, die die Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält.
Dieselben Abschnitte wie die der Motoransteuervorrichtung 61 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 13 veranschaulicht ist, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und aus der Beschreibung ausgelassen. Die vorliegende Ausführungsform ist von der zweiten Ausführungsform, die in 13 veranschaulicht ist, dahingehend verschieden, dass ein Temperatursensor 34, der eine Modultemperatur des Wechselrichters 3 detektiert, montiert ist.
Der Temperatursensor 34 ist im Wechselrichter 3 vorgesehen und detektiert z. B. die Temperatur jedes Schaltelements der Wechselrichterschaltung 31 als eine Modultemperatur des Wechselrichters 3. Es ist festzuhalten, dass die Modultemperatur des Wechselrichters 3 auf der Grundlage eines Ansteuersignals eines Schaltelements oder dergleichen geschätzt werden kann.
Wie in 17 veranschaulicht ist, wird eine Modultemperatur Tmod vom Temperatursensor 34 in die Steuereinheit 1 eingegeben. In der vorliegenden Ausführungsform überwacht die Steuereinheit 1 ständig, ob die Modultemperatur Tmod des Wechselrichters 3 eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
18 ist ein Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieselben Abschnitte im Blockdiagramm der Stromanweisungserzeugungseinheit 11, die in 14 veranschaulicht ist, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und aus der Beschreibung ausgelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Modultemperatur Tmod in die Stromanweisungsauswahleinheit 113 eingegeben.
19 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Steuereinheit 1 in der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuereinheit 1 wiederholt den Betrieb, der im Ablaufplan von 19 veranschaulicht ist, in regelmäßigen Zeitintervallen.
In Schritt S201 von 19 bestimmt die Steuereinheit 1, ob die Modultemperatur Tmod des Wechselrichters 3 gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Falls bestimmt wird, dass die Modultemperatur Tmod gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S202.
In Schritt S202 von 19 bestimmt die Steuereinheit 1, ob die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, bestimmt die Steuereinheit 1 im nächsten Schritt S203, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, endet die Verarbeitung, ohne etwas zu tun. Falls in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird im nächsten Schritt S204 eine Stromamplitude abgesenkt, um den Spulenverlust proportional zu dem Quadrat des Widerstands und dem Strom zu verringern. Hier werden ähnlich zu Schritt S104 von 15, der in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, Werte der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq* derart geändert, dass die Stromamplitude kleiner wird als Werte der d-Achsenstromanweisung Id* und der q-Achsenstromanweisung Iq*, die ausgegeben werden, falls die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Auf diese Weise wird das Antreiben des Motors 2 gesteuert, um das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 mehr als eine Eingangsdrehmomentanweisung zu verringern.
Falls in Schritt S202 bestimmt wird, dass die Magnettemperatur Tmag den vorgegebenen Wert überschreitet, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S205, um zu bestimmen, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird im nächsten Schritt S206 eine Erzeugungsquelle einer Stromanweisung, die durch die Stromanweisungsauswahleinheit 113 gewählt wird und von der Steuereinheit 1 ausgeben wird, von der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111, die eine Stromanweisung für einen Normalbetrieb erzeugt, zur zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112, die den Magnetwirbelstromverlust verringert, geschaltet. Auf diese Weise erhöht sich die Stromamplitude, während das Ausgangsdrehmoment konstant gehalten wird.
Falls in Schritt S205 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird, um den Spulenverlust proportional zu dem Quadrat des Widerstands und dem Strom zu verringern, im nächsten Schritt S207 die Stromamplitude ebenso wie Schritt S204 abgesenkt, derart, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 mehr als das in einer Eingangsdrehmomentanweisung verringert wird.
Falls in Schritt S201 von 19 bestimmt wird, dass die Modultemperatur Tmod höher als der vorgegebene Wert ist, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S211. In Schritt S211 wird bestimmt, ob die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S212 und es wird bestimmt, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird in Schritt S213 die Schaltfrequenz fc in einem Bereich abgesenkt, der durch Gleichung (13) ausgedrückt ist. Wenn die Schaltfrequenz fc Gleichung (13) nicht erfüllt, wird die Drehzahl des Motors derart abgesenkt, dass Gleichung (13) erfüllt wird. Das heißt, die Schaltfrequenz fc ist das Neunfache oder mehr eine Motorgrundfrequenz, die durch die Drehzahl und die Anzahl von Polen des Motors 2 bestimmt ist. $fc \geq 9 * (Motordrehzahl) / 60 * (Zahl von Polpaaren)$
Falls in Schritt S212 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, d. h. falls die Magnettemperatur Tmag gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist und die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird in Schritt S214 die Schaltfrequenz fc im Bereich des Ausdrucks von Gleichung (13) abgesenkt und wird die Stromamplitude abgesenkt, um das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 zu verringern. Durch Verringern der Stromamplitude und der Schaltfrequenz fc auf diese Weise, kann ein Antreiben durchgeführt werden, während sowohl die Statorspule des Motors 2 als auch das Schaltelement des Wechselrichters 3 geschützt werden.
Dann schreitet, falls in Schritt S211 bestimmt wird, dass die Magnettemperatur Tmag höher als der vorgegebene Wert ist, die Verarbeitung fort zu Schritt S215, um zu bestimmen, ob die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist. Wenn die Spulentemperatur Tcoil gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird in Schritt S216 die Schaltfrequenz fc im Bereich von Gleichung (13) abgesenkt und wird eine Erzeugungsquelle einer Stromanweisung, die durch die Stromanweisungsauswahleinheit 113 gewählt wird und von der Steuereinheit 1 ausgeben wird, von der ersten Stromanweisungserzeugungseinheit 111, die die Stromanweisung für den Normalbetrieb erzeugt, zur zweiten Stromanweisungserzeugungseinheit 112 geändert. Wenn die Schaltfrequenz fc abgesenkt wird, erhöht sich umgekehrt proportional eine Amplitude eines Oberschwingungsstroms, der die einfache oder die zweifache Schaltfrequenz aufweist. Aus diesem Grund wird die Schaltfrequenz fc im Bereich von Gleichung (13) abgesenkt, wird die Drehmomentanweisung abgesenkt und wird die Stromamplitude verringert. Falls Gleichung (13) nicht erfüllt ist, wird die Drehzahl des Motors 2 derart abgesenkt, dass Gleichung (13) erfüllt ist.
Falls in Schritt S215 bestimmt wird, dass die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, schreitet die Verarbeitung fort zu Schritt S217. Das heißt, falls die Magnettemperatur Tmag höher als der vorgegebene Wert ist und die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird in Schritt S217 die Schaltfrequenz fc im Bereich von Gleichung (13) abgesenkt und wird die Drehmomentanweisung abgesenkt, um die Stromamplitude zu verringern. Gleichung (13) ist nicht erfüllt, die Drehzahl des Motors wird derart abgesenkt, dass Gleichung (13) erfüllt ist. Falls die Schaltfrequenz fc nicht im Bereich von Gleichung (13) geändert werden kann, falls die Magnettemperatur Tmag höher als der vorgegebene Wert ist und die Spulentemperatur Tcoil höher als der vorgegebene Wert ist, wird die Drehmomentanweisung des Motors 2 derart gesteuert, dass sie null ist, um zu ermöglichen, dass beliebige Einschränkungen beseitigt werden, derart, dass das Antreiben fortgesetzt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Detektieren der Modultemperatur Tmod des Schaltelements zusätzlich zur Magnettemperatur Tmag und der Spulentemperatur Tcoil sowohl eine Entmagnetisierung des Magneten als auch eine Anomalie der Spule verhindert werden und kann ebenso wie in der ersten Ausführungsform die Dauerleistung des Motors 2 optimiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Drehmoment, das zum kontinuierlichen Fahren wie z. B. Fahren auf einer Steigung mit einer hohen Geschwindigkeit in einem umweltfreundlichen Fahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug erforderlich ist, zu optimieren. Darüber hinaus kann selbst dann, wenn die Rotormagnettemperatur die vorgegebene Temperatur überschreitet, eine Stromanweisung, die nicht verursacht, dass sich das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 ändert, erzeugt und ausgeben werden, derart, dass der Einfluss auf die Fahrzeugschwingung und das Fahrzeuggeräusch minimiert werden kann.
[Vierte Ausführungsform]
20 ist eine perspektivische Außenansicht einer integrierten elektromechanischen Einheit 71 gemäß einer vierten Ausführungsform.
Wie in 20 veranschaulicht ist, enthält die integrierte elektromechanische Einheit 71 die Motoransteuervorrichtung 6, 61 oder 62 (die Steuereinheit 1, den Motor 2 und den Wechselrichter 3), die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben ist. Der Motor 2 und der Wechselrichter 3 sind durch einen Kopplungsabschnitt 713 mittels einer Sammelschiene 712 verbunden.
Die Leistung des Motors 2 wird mittels des Getriebes 711 zu einem Differentialgetriebe (das nicht veranschaulicht ist) übertragen und wird zu einer Achse übertragen. Es ist festzuhalten, dass, obwohl in 20 eine Veranschaulichung der Steuereinheit 1 ausgelassen ist, die Steuereinheit 1 bei einer beliebigen Position angeordnet sein kann.
Ein Merkmal der integrierten elektromechanischen Einheit 71 ist eine Struktur, in der der Motor 2, der Wechselrichter 3 und das Getriebe 711 integriert sind. In der integrierten elektromechanischen Einheit 71 werden aufgrund ihrer Struktur die Magnettemperatur des Rotors des Motors 2, die Spulentemperatur des Stators des Motors 2 und die Modultemperatur des Wechselrichters 3 durch Wärme, die in dem Motor 2, dem Wechselrichter 3 und dem Getriebe 711 erzeugt wird, verschlechtert. Allerdings ist es durch Steuern des Antreibens des Motors 2 unter Verwendung der Steuereinheit 1, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben ist, möglich, eine Zunahme der Magnettemperatur des Rotors zu verhindern, das kontinuierliche Nenndrehmoment zu optimieren und eine kleine integrierte elektromechanische Einheit zu realisieren.
[Fünfte Ausführungsform]
21 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Generatorsystems 72 gemäß einer fünften Ausführungsform. Das Generatorsystem 72 enthält die Motoransteuervorrichtung 6, ein Kraftmaschinensystem 721, das mit dem Motor 2 verbunden ist, und eine Kraftmaschinensteuereinheit 722. Die Konfiguration der Motoransteuervorrichtung 6 ist ähnlich der in 1, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, und dieselben Bezugszeichen werden an dieselben Abschnitte angefügt und die Beschreibung derselben Abschnitte wird unterlassen.
Das Kraftmaschinensystem 721 erhält eine Anweisung durch die Kraftmaschinensteuereinheit 722 und wird normalerweise bei einer effizientesten Drehzahl des Kraftmaschinensystems 721 gedreht. Allerdings besteht, falls eine Spannungsanweisung bei der Drehzahl im nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG liegt, die Möglichkeit, dass der Magnetwirbelstromverlust auftritt und im schlechtesten Fall der Magnet entmagnetisiert wird.
Im Hinblick auf das oben Beschriebene wird unter Verwendung der Motoransteuervorrichtung, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben ist, eine Zunahme der Magnettemperatur des Rotors verhindert und wird die Kraftmaschinendrehzahl geändert, selbst, falls die Magnettemperatur hoch ist.
Ein Beispiel des Änderns der Motordrehzahl derart, dass sie die Kraftmaschinendrehung ist, wird unter Bezugnahme auf 9 und 12 beschrieben. 9 veranschaulicht eine Spannungsanweisung, bevor die Motordrehzahl geändert wurde, und 12 veranschaulicht eine Spannungsanweisung, nachdem die Motordrehzahl geändert wurde. Die elektrische Kreisfrequenz des Motors in 9 ist ω, wohingegen die elektrische Kreisfrequenz des Motors in 12 ω1 ist. Diese elektrischen Kreisfrequenzen besitzen eine Beziehung von ω > ω1. Durch Ändern der elektrischen Kreisfrequenz kann die Motordrehzahl, die gleich einer Kraftmaschinendrehzahl ist, geändert werden. Auf diese Weise werden Nichtinterferenzausdrücke (j * ω1 * Ld * Id und j * ω1 * Lq * Iq) und ein Induktionsspannungsausdruck (ω1 * Ke) klein, derart, dass der Spannungsbetrag |V| abgesenkt wird. Auf diese Weise wird der Leitungsspannungseffektivwert abgesenkt, wird die Spannungsnutzungsrate abgesenkt und werden die Gleichungen (9) bis (10) nicht erfüllt, derart, dass der Wirbelstromverlust verringert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform fällt, selbst, falls die Magnettemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, der Spannungsbetrag nicht in einen vorgegebenen Bereich und eine Oberschwingungsspannung der doppelten Schaltfrequenz wird nicht erzeugt. Als Ergebnis kann der Wirbelstromverlust des Rotormagneten verringert werden und kann die Dauerleistung des Motors, der in einem umweltfreundlichen Fahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug verwendet wird, optimiert werden. Das heißt, es ist möglich, das Drehmoment, das zum kontinuierlichen Fahren wie z. B. Fahren auf einer Steigung mit einer hohen Geschwindigkeit erforderlich ist, zu optimieren, und es ist möglich, eine Ansteuerleistung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs wie z. B. eines Hybridfahrzeugs stabil zu erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Motoransteuervorrichtung 6 als ein Repräsentant beschrieben. Allerdings kann unter Verwendung der Motoransteuervorrichtung 61 (der zweiten Ausführungsform) oder der Motoransteuervorrichtung 62 (der dritten Ausführungsform) eine Wirkung erhalten werden.
[Sechste Ausführungsform]
22 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Aufwärtsumsetzersystems 73 gemäß einer sechsten Ausführungsform. Das Aufwärtsumsetzersystem 73 enthält die Motoransteuervorrichtung 6 und verstärkt eine Gleichspannung der Hochspannungsbatterie 5 oder dergleichen durch den Aufwärtsumsetzer 74 zu einer gewünschten Spannung. Die Konfiguration der Motoransteuervorrichtung 6 ist ähnlich der in 1, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, und dieselben Bezugszeichen sind an denselben Abschnitten angebracht und die Beschreibung derselben Abschnitte wird unterlassen.
Im Aufwärtsumsetzer 74 sind die Schaltelemente 743 und 744 in Reihe geschaltet und ist die Hochspannungsbatterie 5 mit einem zwischen den Schaltelementen 743 und 744, die über eine Drosselspule 742 in Reihe geschaltet sind, liegenden Verbindungspunkt verbunden. Ferner ist ein Kondensator 741 zur Hochspannungsbatterie 5 parallelgeschaltet.
Die Schaltelemente 743 und 744 sind in Diodenschaltung verbunden.
Der Aufwärtsumsetzer 74 erhält eine Anweisung durch die Steuereinheit 1 und verstärkt zu einer effizientesten Gleichspannung des Aufwärtsumsetzersystems 73. Allerdings besteht, falls eine Spannungsanweisung in der Gleichspannung im nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG liegt, die Möglichkeit, dass der Magnetwirbelstromverlust auftritt und der Magnet im schlechtesten Fall entmagnetisiert wird.
In dieses Fall liegt ein Fokus auf der Tatsache, dass die Gleichspannung, die in den Wechselrichter 3 eingegeben wird, durch den Aufwärtsumsetzer 74 frei geändert werden kann, und die Gleichspannung wird derart geändert, dass die Spannungsnutzungsrate, die ein Verhältnis zwischen der Gleichspannung und dem Leitungsspannungseffektivwert ist, frei gesteuert wird und der Magnetwirbelstromverlust verringert wird. Dieses Beispiel wird unter Bezugnahme auf 9 und 11 beschrieben.
9 veranschaulicht eine Spannungsanweisung, wenn die Gleichspannung durch den Aufwärtsumsetzer 74 nicht geändert wird, und 11 veranschaulicht eine Spannungsanweisung, wenn die Gleichspannung durch den Aufwärtsumsetzer geändert wird. Durch Ändern der Gleichspannung wird die Spannungsnutzungsrate, die das Verhältnis zwischen der Gleichspannung und dem Leitungsspannungseffektivwert ist, geändert. In 9 ist vor der Verstärkung eine Spannungsanweisung im nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereich NG (V1 bis V2). Allerdings ändert sich in 11 nach der Verstärkung der nicht einstellbare Spannungsanweisungsbereich NG (V1' bis V2') und ist die Spannungsanweisung nicht in dem Bereich, derart, dass der Wirbelstromverlust verringert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Zunahme der Magnettemperatur des Rotors zu verhindern, eine gewünschte Leistung durch Ändern der verstärkten Spannung des Aufwärtsumsetzers 74 aufrechtzuerhalten, selbst, falls die Magnettemperatur hoch ist, und ein Antreiben eines umweltfreundlichen Fahrzeugs wie z. B. eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs fortzusetzen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Motoransteuervorrichtung 6 als ein Repräsentant beschrieben. Allerdings kann unter Verwendung der Motoransteuervorrichtung 61 (der zweiten Ausführungsform) oder der Motoransteuervorrichtung 62 (der dritten Ausführungsform) eine Wirkung erhalten werden.
[Siebte Ausführungsform]
23 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Elektrofahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 23 veranschaulicht ist, besitzt ein Hybridfahrzeugsystem einen Antriebsstrang, in dem der Motor 2 als ein Motor/Generator verwendet wird, und das Fahrzeug bewegt sich unter Verwendung einer Drehantriebskraft des Motors 2. Es ist festzuhalten, dass das System nicht auf ein Hybridfahrzeugsystem beschränkt ist, sondern auch ein Elektrofahrzeugsystem sein kann. Der Motor 2, der Wechselrichter 3, die Hochspannungsbatterie 5 und dergleichen sind ähnlich denen der Motoransteuervorrichtung in der ersten bis dritten Ausführungsform.
In 23 wird eine Vorderradachse 801 in einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs 800 eines Hybridfahrzeugs drehbar getragen und sind Vorderräder 802 und 803 an beiden Enden der Vorderradachse 801 vorgesehen. Eine Hinterradachse 804 wird in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 800 drehbar getragen und Hinterräder 805 und 806 sind an beiden Enden der Hinterradachse 804 vorgesehen.
Ein Differentialgetriebe 811, das ein Leistungsverteilmechanismus ist, ist in einem zentralen Abschnitt der Vorderradachse 801 vorgesehen und eine Drehantriebskraft, die mittels eines Getriebes 812 von einer Kraftmaschine 810 übertragen wird, wird zu der linken und der rechten Vorderradachse 801 verteilt.
In der Kraftmaschine 810 und dem Motor 2 sind eine Umlenkrolle a, die an einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 810 vorgesehen ist, und eine Umlenkrolle b, die an einer Drehwelle des Motors 2 vorgesehen ist, mittels eines Riemens mechanisch verbunden. Auf diese Weise kann eine Drehantriebskraft des Motors 2 zur Kraftmaschine 810 übertragen werden und kann eine Drehantriebskraft der Kraftmaschine 810 zum Motor 2 übertragen werden. Im Motor 2 wird eine Dreiphasenwechselstromleistung, die durch den Wechselrichter 3 gesteuert wird, der Spule des Stators zugeführt, derart, dass der Rotor sich dreht und eine Drehantriebskraft gemäß der Dreiphasenwechselstromleistung erzeugt.
Das heißt, während der Motor 2 durch den Wechselrichter 3 gesteuert wird, um als ein Elektromotor zu arbeiten, arbeitet der Motor 2 als ein Generator, der eine Dreiphasenwechselstromleistung erzeugt, wenn der Rotor sich durch Aufnehmen der Drehantriebskraft der Kraftmaschine 810 dreht und eine elektromotorische Kraft in der Spule des Stators induziert wird.
Der Wechselrichter 3 ist eine Leistungsumsetzvorrichtung, die eine Gleichstromleistung, die von der Hochspannungsbatterie 5, die eine Hochspannungssystemstromversorgung (42 V oder 300 V) ist, zugeführt wird, in eine Dreiphasenwechselstromleistung umsetzt und einen Dreiphasenwechselstrom, der durch die Statorspule des Motors 2 fließt, gemäß einer Magnetpolposition des Rotors gemäß einem Betätigungsanweisungswert steuert.
Die Dreiphasenwechselstromleistung, die durch den Motor 2 erzeugt wird, wird durch den Wechselrichter 3 in Gleichstromleistung umgesetzt, derart, dass die Hochspannungsbatterie 5 geladen wird. Die Hochspannungsbatterie 5 ist mittels eines Gleichstromumsetzers 824 mit einer Niederspannungsbatterie 823 elektrisch verbunden. Die Niederspannungsbatterie 823 bildet eine Niederspannungssystemstromversorgung (14 V) des Fahrzeugs 800 und wird als eine Stromversorgung für einen Anlasser 825, der die Kraftmaschine 810 anfänglich startet (in einem kalten Zustand startet), ein Radio, Lichter und dergleichen verwendet.
Wenn das Fahrzeug 800 gestoppt wird (Leerlaufstoppmodus), um auf eine Ampel und dergleichen zu warten, wird die Kraftmaschine 810 gestoppt und dann, wenn die Kraftmaschine 810 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug neustartet, neugestartet (in einem heißen Zustand gestartet) wird, wird der Motor 2 durch den Wechselrichter 3 angetrieben, um die Kraftmaschine 810 zu starten. Es ist festzuhalten, dass im Leerlaufstoppmodus, falls ein Ladebetrag der Hochspannungsbatterie 5 unzureichend ist oder falls die Kraftmaschine 810 nicht ausreichend aufgewärmt ist, die Kraftmaschine 810 nicht gestoppt wird und weiterhin angetrieben wird. Ferner ist es während des Leerlaufstoppmodus nötig, eine Antriebsquelle von Hilfsmaschinen, die die Kraftmaschine 810 als Antriebsquelle verwenden, wie z. B. eines Kompressors einer Klimaanlage sicherzustellen. In diesem Fall wird der Motor 2 angetrieben, um die Hilfsmaschinen anzutreiben.
Selbst während eines Beschleunigungsmodus oder eines Hochlastbetriebsmodus wird der Motor 2 angetrieben, um das Antreiben der Kraftmaschine 810 zu unterstützen, und es wird verursacht, dass das Fahrzeug 800 sich bewegt. Dagegen verursacht während eines Lademodus, in dem die Hochspannungsbatterie 5 geladen werden muss, die Kraftmaschine 810, dass der Motor 2 Energie erzeugt, um die Hochspannungsbatterie 5 zu laden. Das heißt, es wird während des Bremsens, einer Verzögerung oder dergleichen des Fahrzeugs 800 eine Regeneration durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform fällt im Elektrofahrzeugsystem, das die Motoransteuervorrichtung der ersten bis dritten Ausführungsform enthält, selbst, falls die Magnettemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, ein Spannungsbetrag durch Ändern des Leitungsspannungseffektivwerts, der Gleichspannung (im Falle des Verstärkungssystems) und der Motordrehzahl (im Falle des Kraftmaschinengenerators) nicht in einen vorgegebenen Bereich und eine Oberschwingungsspannung der doppelten Schaltfrequenz wird nicht erzeugt. Als Ergebnis kann der Wirbelstromverlust des Rotormagneten verringert werden und kann die Dauerleistung des Motors, der in einem umweltfreundlichen Fahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug verwendet wird, optimiert werden. Das heißt, es ist möglich, das Drehmoment, das zum kontinuierlichen Fahren wie z. B. Fahren auf einer Steigung mit einer hohen Geschwindigkeit erforderlich ist, zu optimieren.
Es ist festzuhalten, dass jede Konfiguration (2 und 3) in der Steuereinheit 1 eine Funktion jeder Konfiguration durch eine CPU und ein Programm realisieren kann, ohne von der Konfiguration durch Hardware abhängig zu sein. Falls jede Konfiguration in der Steuereinheit 1 durch eine CPU und ein Programm realisiert wird, besteht der Vorteil, dass die Kosten verringert werden können, weil die Stückzahl einer Hardware verringert wird. Ferner sind 15 und 19 Ablaufpläne, die Operation der Steuereinheit 1 zeigen. Allerdings kann das Programm, das in diesem Ablaufplan gezeigt ist, durch einen Computer ausgeführt werden, der eine CPU, ein Arbeitsspeicher und dergleichen enthält. Die gesamte oder ein Teil der Verarbeitung kann durch eine fest verdrahtete Logikschaltung realisiert werden. Darüber hinaus kann dieses Programm bereitgestellt werden, indem es im Voraus in einem Speichermedium einer Motorsteuervorrichtung gespeichert wird. Alternativ kann das Programm in einem unabhängigen Speichermedium gespeichert und bereitgestellt werden oder kann das Programm über eine Netzleitung in einem Speichermedium einer Motorsteuervorrichtung aufgezeichnet und gespeichert werden. Das Programm kann auch als ein computerlesbares Computerprogrammprodukt in verschiedenen Formen wie z. B. ein Datensignal (eine Trägerschwingung) geliefert werden.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Funktion und die Wirkung erhalten werden, die unten beschrieben sind.
(1) In den Motorsteuervorrichtungen 6, 61 und 62 ist die Steuereinheit 1 mit dem Wechselrichter 3 verbunden, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselstromspannung umsetzt, um den Motor 2 anzutreiben, und steuert das Antreiben des Motors 2 durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Wechselrichter 3. Falls die Magnettemperatur des Rotors des Motors 2 eine vorgegebene Temperatur überschreitet, steuert die Steuereinheit 1 den d-Achsenstrom im Motor 2 auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistung des Motors 2 zu optimieren, während der Wirbelstromverlust eines Magneten, der im Motor 2 installiert ist, verringert wird und eine unumkehrbare Entmagnetisierung des Magneten vermieden wird.
(2) In der Motorsteuervorrichtung 62 ist die Steuereinheit 1 mit dem Wechselrichter 3 verbunden, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselstromspannung umsetzt, um den Motor 2 anzutreiben, und steuert das Antreiben des Motors 2 durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Wechselrichter 3. Die Steuereinheit 1 erfasst die Magnettemperatur des Rotors des Motors 2, die Spulentemperatur des Stators des Motors 2 und die Modultemperatur des Wechselrichters 3 und ändert den Stroms, der durch den Motor 2 fließt, und/oder die Schaltfrequenz des Wechselrichters 3, falls die erfasste Magnettemperatur und/oder die erfasste Spulentemperatur und/oder die erfasste Modultemperatur eine vorgegebene Temperatur, die die für jede davon im Voraus gesetzt wurde, überschreiten. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistung des Motors 2 zu optimieren, während der Wirbelstromverlust eines Magneten, der im Motor 2 installiert ist, verringert wird und eine unumkehrbare Entmagnetisierung des Magneten vermieden wird.
(3) Die Motorsteuervorrichtungen 6, 61 und 62 sind eine Motorsteuervorrichtung, die mit dem Wechselrichter 3 verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselstromspannung umsetzt, um den Motor 2 anzutreiben, und steuert das Antreiben des Motors 2 durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Wechselrichter 3, und ändern die Wechselspannung auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung, falls die Magnettemperatur des Rotors des Motors 2 eine vorgegebene Temperatur überschreitet. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistung des Motors 2 zu optimieren, während der Wirbelstromverlust eines Magneten, der im Motor 2 installiert ist, verringert wird und eine unumkehrbare Entmagnetisierung des Magneten vermieden wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und weitere Formen, die im Umfang des technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind auch im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten, solange die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Ferner kann eine Konfiguration, in der mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Steuereinheit
2: Motor
3: Wechselrichter
5: Hochspannungsbatterie
6, 61, 62: Motorsteuervorrichtung
7: Stromdetektionseinheit
8: Drehstellungsdetektor
11: Stromanweisungserzeugungseinheit
12: Dreiphasen/dq-Umsetzeinheit
13: Stromsteuereinheit
14: Spannungsanweisungserzeugungseinheit
15: Gate-Signalerzeugungseinheit
16: Drehzahlberechnungseinheit
17: Dreiecksschwingungserzeugungseinheit
31: Wechselrichterschaltung
32: Gate-Ansteuersignalausgabeeinheit
33: Glättungskondensator
34: Temperatursensor
41: Drehstellungsdetektor
51: Drehstellungssensor
52: Magnettemperatursensor
53: Spulentemperatursensor
71: Integrierte elektromechanische Einheit
72: Generatorsystem
73: Aufwärtsumsetzersystem
74: Aufwärtsumsetzer
111: Erste Stromanweisungserzeugungseinheit
112: Zweite Stromanweisungserzeugungseinheit
113: Stromanweisungsauswahleinheit
711: Getriebe
712: Sammelschiene
713: Kopplungsabschnitt
721: Kraftmaschinensystem
722: Kraftmaschinensteuereinheit
741: Kondensator
742: Drosselspule
743, 744: Schaltelement
800: Fahrzeug
801: Vorderradachse
802: Vorderrad
803: Vorderrad
804: Hinterradachse
805: Hinterrad
806: Hinterrad
810: Kraftmaschine
a, b: Umlenkrolle
811: Differentialgetriebe
812: Übertragung
823: Niederspannungsbatterie
824: Gleichstromumsetzer
825: Anlasser
f1: Motorgrundfrequenz
fc: Schaltfrequenz
Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn: Schaltelement
Id: d-Achsenstromwert
Id*: d-Achsenstromanweisung
Iq: q-Achsenstromwert
Iq*: q-Achsenstromanweisung
Ld: d-Achseninduktivität
Lq: q-Achseninduktivität
lu: U-Phasenwechselstrom
Iv: V-Phasenwechselstrom
Iw: W-Phasenwechselstrom
|I|: Strombetrag
|I*|: Betrag einer Stromanweisung
Ke: Induktionsspannungskonstante
T*: Drehmomentanweisung
Vd*: d-Achsenspannungsanweisung
Vq*: q-Achsenspannungsanweisung
Vu*: U-Phasenspannungsanweisungswert
Vv*: V-Phasenspannungsanweisungswert
Vw*: W-Phasenspannungsanweisungswert
V1: Untere Grenzspannung eines nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG
V2: Obere Grenzspannung eines nicht einstellbaren Spannungsanweisungsbereichs NG
θ: Drehstellung
ωr: Elektrische Kreisfrequenz
Tmag: Magnettemperatur
Tcoil: Spulentemperatur
Tmod: Modultemperatur eines Schaltelements.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009011028 A [0004]

Claims

Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert, wobei ein d-Achsenstrom im Dreiphasensynchronmotor auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung gesteuert wird, falls eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnettemperatur von einem Temperatursensor, der die Magnettemperatur detektiert, oder von einer Magnettemperaturschätzeinheit, die die Magnettemperatur auf der Grundlage einer Temperaturabhängigkeit einer Induktionsspannung des Dreiphasensynchronmotors schätzt, erfasst wird.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Spulentemperatur eines Stators des Dreiphasensynchronmotors erfasst wird.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, die Folgendes umfasst: eine Stromanweisungserzeugungseinheit, die eine d-Achsenstromanweisung und eine q-Achsenstromanweisung ausgibt, um einen d-Achsenstroms bzw. einen q-Achsenstroms im Dreiphasensynchronmotor zu steuern, wobei die Stromanweisungserzeugungseinheit einen ersten d-Achsenstromanweisungswert und einen ersten q-Achsenstromanweisungswert als die d-Achsenstromanweisung und die q-Achsenstromanweisung ausgibt, falls die Spulentemperatur gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Stromanweisungserzeugungseinheit einen zweiten d-Achsenstromanweisungswert und einen zweiten q-Achsenstromanweisungswert als die d-Achsenstromanweisung und die q-Achsenstromanweisung ausgibt, falls die Spulentemperatur höher als der vorgegebene Wert ist, wobei der zweite d-Achsenstromanweisungswert und der zweite q-Achsenstromanweisungswert eine kleinere Stromamplitude als der erste d-Achsenstromanweisungswert und der erste q-Achsenstromanweisungswert aufweisen.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Stromanweisungserzeugungseinheit einen dritten d-Achsenstromanweisungswert und einen dritten q-Achsenstromanweisungswert als die d-Achsenstromanweisung und die q-Achsenstromanweisung ausgibt, ohne ein Ausgangsdrehmoment des Dreiphasensynchronmotors zu ändern, falls die Spulentemperatur höher als der vorgegebene Wert ist und die Magnettemperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist, wobei der dritte d-Achsenstromanweisungswert und der dritte q-Achsenstromanweisungswert eine größere Stromamplitude als der erste d-Achsenstromanweisungswert und der erste q-Achsenstromanweisungswert aufweisen.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Drehzahl des Dreiphasensynchronmotors geändert wird, falls die Magnettemperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gleichspannung zu einer vorgegebenen ersten Gleichspannung oder weniger oder zu einer vorgegebenen zweiten Gleichspannung oder mehr geändert wird, falls die Magnettemperatur höher als die oben beschriebene ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Stromanweisungserzeugungseinheit, die eine Stromanweisung ausgibt, um die Wechselspannung zu einer vorgegebenen ersten Wechselspannung oder weniger oder zu einer vorgegebenen zweiten Wechselspannung oder mehr einzustellen, falls die Magnettemperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert, wobei eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors, eine Spulentemperatur eines Stators des Dreiphasensynchronmotors und eine Modultemperatur des Leistungsumsetzers erfasst werden und ein Strom, der durch den Dreiphasensynchronmotor fließt, und/oder eine Schaltfrequenz des Leistungsumsetzers geändert werden, falls die erfasste Magnettemperatur und/oder die erfasste Spulentemperatur und/oder die erfasste Modultemperatur eine vorgegebene Temperatur, die für jede davon im Voraus gesetzt wurde, überschreiten.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schaltfrequenz verringert wird, falls die Magnettemperatur niedriger als eine vorgegebene erste Temperatur ist, die Spulentemperatur niedriger als eine vorgegebene zweite Temperatur ist und die Modultemperatur höher als eine vorgegebene dritte Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Schaltfrequenz das Neunfache oder mehr einer Motorgrundfrequenz, die durch eine Drehzahl und eine Anzahl von Polen des Dreiphasensynchronmotors bestimmt ist, ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 10, die ferner Folgendes umfasst: eine Stromanweisungserzeugungseinheit, die eine Stromanweisung ausgibt, um einen Strom, der durch den Dreiphasensynchronmotor fließt, zu steuern, wobei die Stromanweisungserzeugungseinheit einen ersten Stromanweisungswert als die Stromanweisung ausgibt, falls die Spulentemperatur gleich oder niedriger als eine vorgegebene zweite Temperatur ist, und einen zweiten Stromanweisungswert, der eine kleinere Stromamplitude als der erste Stromanweisungswert aufweist, als die Stromanweisung ausgibt, falls die Spulentemperatur höher als die zweite Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein d-Achsenstrom im Dreiphasensynchronmotor auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung gesteuert wird, falls die Spulentemperatur niedriger als eine vorgegebene zweite Temperatur ist, die Modultemperatur niedriger als eine vorgegebene dritte Temperatur ist und die Magnettemperatur höher als eine vorgegebene erste Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein d-Achsenstrom im Dreiphasensynchronmotor auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung gesteuert wird und die Schaltfrequenz verringert wird, falls die Spulentemperatur niedriger als eine vorgegebene zweite Temperatur ist, die Magnettemperatur niedriger als eine vorgegebene erste Temperatur ist und die Modultemperatur niedriger als eine vorgegebene dritte Temperatur ist.
Motorsteuervorrichtung, die mit einem Leistungsumsetzer verbunden ist, der eine Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umsetzt, um einen Dreiphasensynchronmotor anzutreiben, und das Antreiben des Dreiphasensynchronmotors durch Ausgeben eines Pulsbreitenmodulationssignals zum Leistungsumsetzer steuert, wobei die Wechselspannung auf der Grundlage eines Verhältnisses der Wechselspannung zur Gleichspannung geändert wird, falls eine Magnettemperatur eines Rotors des Dreiphasensynchronmotors eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
Elektromechanische integrierte Einheit, die Folgendes umfasst: die Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16; den Leistungsumsetzer, der mit der Motorsteuervorrichtung verbunden ist; den Dreiphasensynchronmotor, der durch den Leistungsumsetzer angetrieben wird; und ein Getriebe, das eine Ausgabe des Dreiphasensynchronmotors überträgt, wobei der Dreiphasensynchronmotor, der Leistungsumsetzer und das Getriebe integriert sind.
Generatorsystem, das Folgendes umfasst: die Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16; den Leistungsumsetzer, der mit der Motorsteuervorrichtung verbunden ist; den Dreiphasensynchronmotor, der durch den Leistungsumsetzer angetrieben wird; und ein Kraftmaschinensystem, das mit dem Dreiphasensynchronmotor verbunden ist.
Motorsteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: die Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16; den Leistungsumsetzer, der mit der Motorsteuervorrichtung verbunden ist; den Dreiphasensynchronmotor, der durch den Leistungsumsetzer angetrieben wird; und einen Aufwärtsumsetzer, der die Gleichspannung verstärkt.
Elektrofahrzeugsystem, das sich unter Verwendung einer Drehantriebskraft des Dreiphasensynchronmotors bewegt und Folgendes umfasst: die Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16; den Leistungsumsetzer, der mit der Motorsteuervorrichtung verbunden ist; und den Dreiphasensynchronmotor, der durch den Leistungsumsetzer angetrieben wird.