FR2896106A1 - Appareil de commande de moteur-generateur pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile dans lequel un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ (1) pour un véhicule automobile est soumis à une commande de conduction au moyen d'un convertisseur CC-CA (2), caractérisé en ce qu'un stator (1A) du moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ (1) pour un véhicule automobile est excité par des tensions à onde rectangulaire au niveau de ses angles de démarrage de la conduction des phases respectives du stator (1A) qui sont décalées selon un angle prédéterminé par rapport à une position du rotor, et en ce qui concerne les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent sensiblement continuellement conformément à une tension d'entrée du convertisseur CC-CA (2) et vitesse de rotation du moteur-générateur (1).
Description
APPAREIL DE COMMANDE DE MOTEUR-GENERATEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE Domaine
de l'invention Cette invention concerne un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile dans lequel des courants sont entrés dans un moteur-générateur pour véhicule automobile et sortis de celui- ci au moyen d'un convertisseur CC-CA (continu- alternatif).
Description de l'art connexe Par exemple, le document JP-T-2004-519184 (figures 2 et 3, et ses explications), adopte un procédé destiné à commander un équipement électrique rotatif réversible à phases multiples. Le procédé est caractérisé en ce que, en actionnant comme un moteur un moteur-générateur qui sert à la fois de générateur et de moteur, l'équipement électrique est entraîné conformément à deux modes qui correspondent à différentes courbes de caractéristiques vitesse-couple, c'est-à-dire, un premier mode qui est appelé "mode démarreur" et dans lequel le moteur thermique d'une automobile peut être entraîné afin de faire démarrer l'automobile à une faible vitesse et avec un couple important, et un second mode qui est appelé "mode moteur auxiliaire" et dans lequel seul l'équipement électrique, au moins une unité de consommation de puissance ou le moteur thermique peut être entraîné à une vitesse supérieure et avec un couple inférieur à celle et celui du premier mode. En plus, en général, dans un cas où une commande à onde sinusoïdale de modulation de largeur d'impulsion (MLI) est accomplie, les phases sont changées continuellement en fonction d'une vitesse de rotation au moyen d'une commande par vecteur.
Avec le procédé de la technique antérieure, un courant devient discontinu au niveau de la permutation de deux modes, et une tension devient par conséquent discontinue. Donc, le couple devient discontinu, et la vitesse de rotation ne devient pas régulière.
A cause du courant discontinu, un bruit électromagnétique grandit subitement au niveau de la permutation des deux modes, de sorte que l'on s'expose à une sensation de gêne. Dans une région près de la permutation des deux modes, le couple baisse, et le couple maximum n'est pas atteint. Donc, la capacité du moteur ne peut pas être exploitée au maximum. Etant donné que la commande MLI est accomplie par mise en/hors circuit de tensions, une section dans laquelle aucune tension n'est utilisée se développe, et un facteur d'utilisation de tension baisse. En particulier, une batterie pour l'automobile a habituellement une tension de 12 V, et la baisse du couple est radicale lorsque le facteur d'utilisation de tension est bas. Dans un cas où un rotor a des pôles lisses, un couple de réluctance n'est pas généré même en changeant les phases des courants statoriques, et les changements de phase sont moins efficaces.30 RESUME DE L'INVENTION Cette invention a été réalisée au vu des circonstances telles qu'exposées ci-dessus, et son objet consiste à améliorer un couple.
Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule selon cette invention est un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule dans lequel un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ pour un véhicule est soumis à une commande de conduction au moyen d'un convertisseur CCCA. Dans l'appareil de commande, un stator du moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ pour véhicule est excité par des tensions à onde rectangulaire au niveau de ses angles de démarrage de la conduction des phases respectives du stator qui sont déplacées selon un angle prédéterminé par rapport à une position du rotor. En plus, les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent sensiblement continuellement en fonction d'une tension d'entrée du convertisseur CC-CA et d'une vitesse de rotation du moteur-générateur. Ainsi, l'appareil de commande offre l'avantage d'améliorer un couple. Les objets, caractéristiques, aspects et avantages précédents et d'autres de la présente invention apparaîtront de manière plus évidente à la lecture de ladite description détaillée suivante de la présente invention lorsqu'elle est prise conjointement avec les dessins annexés.30 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma de circuit représentant un exemple de l'agencement d'un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ et d'un convertisseur CCCA dans le mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 2 est un schéma représentant une position de rotor et des exemples des formes d'onde de tension d'une conduction à onde rectangulaire sur 180 dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 3 est un schéma représentant une position de rotor et des exemples des formes d'onde de tension d'une conduction à onde rectangulaire sur 120 dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 4 est un schéma représentant des exemples des valeurs de réglage d'un angle de phase de démarrage de la conduction (conduction à onde rectangulaire sur 180 ) en fonction d'une vitesse de rotation, à chaque tension d'entrée du convertisseur CC-CA, dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 5 est un schéma représentant des exemples des facteurs d'utilisation de tension des formes d'onde d'une conduction à onde sinusoïdale MLI et des conductions à onde rectangulaire dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 6 est un schéma représentant des exemples des caractéristiques de couple de la conduction à onde rectangulaire sur 180 dans les cas où les angles de démarrage de la conduction sont fixes et constants continuellement, dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 7 est un schéma représentant des exemples de la relation entre un angle de démarrage de la conduction de phase U et un couple dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 8 est un schéma représentant des exemples des caractéristiques de couple d'une machine à pôles saillants et d'une machine à pôles lisses, par rapport à un angle de phase du courant dans un mode de réalisation 1 de cette invention ; la figure 9 est un schéma représentant des exemples du changement de valeur de réglage de l'angle de démarrage de la conduction de phase U en fonction de la température de la bobine de stator du moteur-générateur, dans un mode de réalisation 2 de cette invention ; la figure 10 est un schéma représentant un exemple de moyen de détection de courant de champ (un circuit utilisant une résistance shunt), dans un mode de réalisation 3 de cette invention ; la figure 11 est un schéma représentant des exemples de l'effet d'affaiblissement d'un courant de champ, dans un mode de réalisation 4 de cette invention ; la figure 12 est un schéma représentant des exemples de comparaisons des caractéristiques de couple d'un entraînement à onde sinusoïdale MLI et d'un entraînement à onde rectangulaire, dans un mode de réalisation 5 de cette invention ; la figure 13 est un schéma représentant des exemples de formes d'onde de capteur de position basées sur un commutateur à effet Hall de circuit intégré (CI) et les formes d'onde de tension à onde rectangulaire des phases respectives à une vitesse de rotation quasi-nulle, dans un mode de réalisation 6 de cette invention ; la figure 14 est un schéma représentant des exemples de formes d'onde de capteur de position basées sur le commutateur à effet Hall CI et les formes d'onde de tension à onde rectangulaire des phases respectives à une vitesse de rotation relevée, dans un mode de réalisation 6 de cette invention ; la figure 15 est un schéma de circuit représentant des exemples d'un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ et d'un convertisseur CC-CA, dans un mode de réalisation 7 de cette invention ; et la figure 16 est un schéma représentant des exemples de procédés destinés à déterminer un courant de champ et un angle de démarrage de la conduction de courant de phase, dans un mode de réalisation 7 de cette invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATIONS PREFERES Mode de réalisation 1 : On décrira maintenant le mode de réalisation 1 de cette invention en se référant aux figures 1 à 8. Accessoirement, sur tous les dessins, les numéros et signes identiques indiquent des portions identiques.
La figure 1, représente un schéma de circuit d'un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ 1, un convertisseur CC- CA 2 qui fait entrer des courants dans le moteur-générateur 1 et les fait sortir de celui-ci, une alimentation en puissance CC 3 telle qu'une batterie, et un condensateur de lissage 4. Le moteur-générateur à pôles saillants de type à enroulement de champ 1 comprend un stator (habituellement un induit) 1A ayant une connexion d'enroulement en étoile, un rotor (habituellement un aimant de champ) 1F ayant un enroulement, et un capteur de position 1RPS du rotor. Le convertisseur CC-CA 2 comprend une unité arithmétique 21, un dispositif d'entraînement de grille triphasé 22, un dispositif d'entraînement de grille à effet de champ 23 et un circuit de détection de position 24 du rotor. L'unité arithmétique 21 calcule un angle de démarrage de la conduction de chaque phase du stator 1A au moyen d'une tension P-N qui est la tension d'entrée du convertisseur CC-CA 2, et cette vitesse de rotation du moteur-générateur 1 qui est calculée à partir du signal du circuit de détection de position 24 du rotor, et elle envoie un signal au dispositif d'entraînement de grille triphasé 22. Le dispositif d'entraînement de grille triphasé 22 met en/hors circuit les éléments de commutation (ici, des transistors à effet de champ à semi-conducteurs en oxyde métallique MOSFET) des bras supérieur et inférieur en trois phases, moyennant quoi des tensions sont appliquées sur des bornes UVW, et des courants triphasés sont amenés à circuler. La figure 2 représente une position (wt) du rotor dans une conduction à onde rectangulaire sur 180 , et des exemples de tensions de phase de convertisseur CCCA (des tensions de phase du stator 1A) Vuo, Vvo et Vwo et de tensions du réseau Vuv, Vvw et Vwu. Ici, le symbole 5 indique un angle de démarrage de la conduction de phase U qui est un angle relatif par rapport à la position du rotor. La figure 3 représente une position (wt) du rotor dans une conduction à onde rectangulaire sur 120 , et et de tensions du réseau Vuv, symbole 5 indique un angle conduction de phase U qui est rapport à la position du rotor. La figure 4 représente des exemples de valeurs de réglage d'un angle de phase de démarrage de la conduction (conduction à onde rectangulaire sur 180 ) par rapport à la vitesse de rotation, à chaque tension d'entrée du convertisseur CC-CA. Ici, le symbole 5 indique l'angle de démarrage de la conduction de phase U (angle relatif par rapport à la position du rotor). La figure 5 représente les formes d'onde d'une conduction à onde sinusoïdale MLI et des conductions à onde rectangulaire, et les facteurs d'utilisation de tension. Etant donné que la conduction à onde rectangulaire est améliorée du point de vue du facteur d'utilisation de tension par comparaison avec la des exemples de tensions de phase de convertisseur CA (des tensions de phase du stator 1A) Vuo, Vvo et Vwo Vvw et Vwu. Ici, le de démarrage de la un angle relatif par CC- conduction à onde sinusoïdale MLI, elle peut accroître les courants et peut améliorer les couples. En plus, lorsque la conduction à onde rectangulaire est employée à la place de la modulation de largeur d'impulsion (MLI), une alimentation en puissance destinée à diminuer une constante de temps du courant dans un mode de commutation et un condensateur de lissage 4 de grande capacité destiné à diminuer une surtension transitoire, tels qu'ils sont requis dans le cas de la modulation MLI, peuvent être remplacés par des condensateurs de faible capacité. Dans le cas de l'entraînement à onde rectangulaire, une vitesse de commutation n'a pas besoin d'être relevée. Donc, la surtension transitoire peut être diminuée par abaissement de la vitesse de commutation, et le condensateur de faible capacité est suffisant pour une réduction du bruit. Par conséquent, on peut réduire le coût et la taille. En plus, en raison de la conduction à onde rectangulaire qui remplace la commutation MLI, on peut diminuer une perte de commutation. Supposons, par exemple, que la modulation MLI est accomplie à une fréquence porteuse de 10 kHz, des opérations de commutation sont effectuées deux fois pour une mise en circuit et une mise hors circuit en 100 ps, c'est-à- dire, une fois en 50 ps. D'autre part, dans un cas où la vitesse de rotation est de 1 000 tr/min dans l'entraînement à onde rectangulaire et où le rotor 1F comporte 8 paires de pôles, un cycle de la forme d'onde de la tension à onde rectangulaire est de 6 500 ps.
Dans ce cas, les opérations de commutation sont effectuées deux fois pour une mise en circuit et une mise hors circuit en un cycle, c'est-à-dire, une fois en 3 250 ps. Par comparaison avec la modulation MLI, la conduction à onde rectangulaire diminue jusqu'à 1/65 du point de vue du nombre de commutations et est capable de diminuer de façon remarquable la perte de commutation. Donc, le rendement du convertisseur CC-CA est amélioré, et le couple est également amélioré. De plus, en raison de la diminution de la perte, la génération de chaleur des éléments de commutation est supprimée, et leur fiabilité est améliorée. La figure 6 représente les caractéristiques de couple de la conduction à onde rectangulaire sur 180 dans les cas où les angles de démarrage de la conduction sont deux angles fixes se déplaçant de 60 , et le cas dans lequel l'angle de démarrage de la conduction est changé continuellement. Lorsque l'angle est changé continuellement, le couple est davantage amélioré, et la caractéristique de couple est davantage lissée que dans le cas où les angles sont fixes.
La figure 7 représente la relation entre l'angle de démarrage de la conduction de phase U et le couple. Lorsque l'angle de démarrage de la conduction fournissant le couple maximum est établi, le couple devient maximum, et lorsque l'angle de démarrage de la conduction fournissant tout couple souhaité quelconque, dans cet exemple, lorsque 80 % du couple maximum est établi, le couple souhaité peut être atteint. La figure 8 représente les caractéristiques de couple d'une machine à pôles saillants et d'une machine à pôles lisses, en fonction des angles de phase du courant. La machine à pôles saillants a la valeur maximum du couple au niveau de l'angle de phase qui est le plus important, et la phase qui présente le couple maximum diffère en fonction du courant. Par contraste, la machine à pôles lisses a un pic au niveau de la phase de courant nul, et ce fait ne diffère pas en fonction de la valeur du courant. Etant donné qu'une tension de réaction d'induit qui est générée dans le stator devient plus importante avec la vitesse de rotation, la valeur du courant du stator diminue au fur à mesure que la vitesse de rotation augmente. Dans la machine à pôles saillants, par conséquent, la phase du courant au niveau de laquelle le couple devient maximum diffère en fonction de la vitesse de rotation. Etant donné que l'on peut déplacer la phase du courant en changeant l'angle de démarrage de la conduction de la tension, on peut accroître le couple lorsqu'il est commandé à la phase optimum.
Mode de réalisation 2 : On décrira maintenant le mode de réalisation 2 de cette invention en se référant à la figure 9. La figure 9 représente le changement de valeur de réglage de l'angle de démarrage de la conduction de phase U en fonction de la température de la bobine de stator du moteur-générateur. Ainsi, le couple peut être commandé jusqu'au couple maximum ou jusqu'au couple cible à chaque température. La température de la bobine de stator peut tout à fait être remplacée par la température du convertisseur CC-CA. En plus, à l'occasion du premier démarrage du moteur à une basse température, le moteur-générateur, le convertisseur CC- CA et un moteur sont tous à des températures sensiblement égales, et donc, l'angle de démarrage de la conduction peut tout à fait être établi conformément à la température de l'eau ou la température de l'huile du moteur.
Mode de réalisation 3 : On décrira maintenant le mode de réalisation 3 de cette invention en se référant à la figure 10. Sur la figure 10, des portions identiques ou équivalentes à celles de la figure 1 se voient attribuer les mêmes numéros et signes que sur la figure 1. La figure 10 représente un circuit qui utilise une résistance shunt 6 comme moyen de détection du courant de champ. La résistance Rt1 de l'enroulement de champ du rotor d'un moteur-générateur change en fonction des températures, comme cela est indiqué par la formule suivante (formule
Rt1 = (235 + t1) / (235 + tO) -Rto ... (formule 1)
où t1 : température de fonctionnement réelle, tO : température de référence à laquelle Rto a été mesurée, Rto : résistance à la température de référence. En plus, un courant de champ If est déterminé par la tension VPN d'une alimentation en puissance, la mise en service ("service") d'un élément de commutation de champ 5, et la chute de tension de la résistance Rt1 de l'enroulement de champ, etc., comme suit : If = (VPN Service -Vchute) /Rto ... (formule 2)
où Vchute : chute de tension d'un balai.
La température, comme dans le deuxième mode de réalisation, affecte le courant de champ. Par conséquent, lorsqu'un angle de démarrage de la conduction est changé par le courant de champ détecté à la place de la température, un couple peut être commandé jusqu'au couple maximum ou un couple cible à chaque température.
Mode de réalisation 4 : Maintenant, on décrira un mode de réalisation 4 de cette invention en se référant à la figure 11. La figure 11 représente une caractéristique de couple dans le cas où un courant de champ est changé par rapport à une vitesse de rotation. Comme on peut le voir à partir de la figure 11, à des vitesses de rotation élevées, un couple devient plus important en diminuant davantage le courant de champ.
Mode de réalisation 5 : On décrira maintenant un mode de réalisation 5 de cette invention en se référant à la figure 12. La figure 12 représente les comparaisons des caractéristiques de couple d'une conduction à onde sinusoïdale MLI, une conduction à onde rectangulaire sur 120 et d'une conduction à angle rectangulaire sur 180 . Comme on peut le voir à partir de la figure 12, le couple de la conduction à onde rectangulaire sur 120 est plus important, et celui de la conduction à onde rectangulaire sur 180 est toujours plus important, par comparaison avec celui de la conduction à onde sinusoïdale MLI. Les caractéristiques de couple de la conduction à onde sinusoïdale MLI, de la conduction à onde rectangulaire sur 120 et de la conduction à onde rectangulaire sur 180 sont les caractéristiques dans le cas où l'angle de démarrage de la conduction de phase U est changé continuellement tel que représenté sur la figure 5.
Mode de réalisation 6 : On décrira maintenant un mode de réalisation 6 de cette invention en se référant aux figures 13 et 14. La figure 13 représente l'exemple selon la revendication 13. A une vitesse de rotation quasi-nulle, les cadences de tension à onde rectangulaire des phases respectives sont déterminées par les ondes rectangulaires de tension d'un capteur de position basé sur un commutateur à effet Hall CI. A des vitesses de rotation élevées, tel que représenté sur la figure 14, la position d'un rotor est estimée par évaluation d'un cycle à partir du bord d'attaque ou du bord de fuite de la sortie du capteur, afin de changer les angles de démarrage de la conduction de phase U.
Mode de réalisation 7 : On décrira maintenant un mode de réalisation 7 de cette invention en se référant aux figures 15 et 16. La figure 15 représente le schéma de circuit de l'exemple selon la revendication 3. Une unité arithmétique détecte un courant de champ au moyen d'une résistance shunt qui constitue un moyen de détection de courant de champ, elle détecte une tension aux bornes P-N qui constitue la tension d'entrée d'un convertisseur CC-CA,
et elle détecte les données d'un service en ce qui concerne la proportion de temps de mise en circuit (ON) de la commande de mise EN/HORS circuit (ON/OFF) d'un dispositif d'entraînement de grille à effet de champ. Une résistance de champ Rf est calculée à partir du
courant de champ If, et une tension Vf qui est calculée à partir du produit entre la tension aux bornes P-N VPN et la mise en service (ON) de champ ("service"), au moyen de la formule suivante : Vf V • Service - V Rf = = PN bQi ` (formule 3) If If En plus, la température Tf de la bobine de champ est calculée à partir de la formule suivante dans laquelle la résistance de la bobine de champ à 20 C
est représentée par Rzo R Tf = 255 x f - 235 (formule 4) R20 Tel que représenté sur la figure 16, un angle de
démarrage de la conduction de courant de phase et le courant de champ sont déterminés par référence à des fonctions basées sur les données ci-dessus. En plus, la résistance de champ Rf peut tout à fait être utilisée à la place de la température Tf de la bobine de champ.
Les points essentiels mentionnés dans les modes de réalisation 1 à 7 de cette invention telle qu'exposée précédemment, et des points essentiels non mentionnés dans les modes de réalisation 1 à 7 de cette invention telle qu'exposée précédemment, sont tels que décrits ci-dessous.
1. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile dans lequel un moteur- générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ pour un véhicule automobile est soumis à une commande de conduction au moyen d'un convertisseur CCCA, lequel appareil comprend un moyen destiné à exciter un stator du moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ pour véhicule automobile au moyen de tensions à onde rectangulaire au niveau de ses angles de démarrage de la conduction des phases respectives du stator qui sont déplacées d'un angle prédéterminé par rapport à une position du rotor, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent sensiblement continuellement conformément à une tension d'entrée du convertisseur CC-CA et une vitesse de rotation du moteur-générateur. En plus, il comprend un convertisseur CC-CA dans lequel des courants sont entrés dans un moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ pour un véhicule automobile et sortis de celui-ci, dans lequel des tensions de phase sont commandées au moyen de conductions de tension à onde rectangulaire d'une largeur angulaire prédéterminée, des angles de démarrage de la conduction des phases respectives d'un stator sont commandés (déterminés) de façon à déplacer un angle prédéterminé par rapport à une position de rotor détectée par un moyen de détection de position de rotor, et les angles de démarrage de la conduction des phases respectives sont commandés de façon à changer sensiblement continuellement conformément à une tension d'entrée du convertisseur CC-CA et une vitesse de rotation du moteur-générateur. Ainsi, les avantages suivants sont produits . (1) Du fait que la conduction à onde rectangulaire est différente de la conduction à onde sinusoïdale MLI, la tension d'entrée peut être utilisée au maximum, et un couple est amélioré. (2) Des phases de démarrage de la conduction sont décalées de l'angle prédéterminé par rapport à la position du rotor, et elles sont continuellement changées en ce qui concerne la vitesse de rotation et la tension d'entrée, moyennant quoi le couple peut être commandé afin de devenir une valeur prédéterminée à chaque tension d'entrée et chaque vitesse de rotation. (3) De même, les angles de démarrage de la conduction peuvent être commandés afin de maximiser le rendement du moteur. (4) Etant donné qu'une commutation MLI n'est pas utilisée, la capacité d'un condensateur de lissage destiné à supprimer la surtension transitoire d'une ligne d'entrée peut être diminuée, et le convertisseur CC-CA peut voir sa taille et son coût réduits. (5) Etant donné que la commutation MLI n'est pas utilisée, la perte de commutation du convertisseur CC- CA peut être diminuée, et son rendement peut être relevé. (6) Du fait du moteur-générateur à pôles saillants, un couple de réluctance est généré par déplacement des angles de démarrage de la conduction des phases respectives du stator par rapport à la position du rotor, et le couple peut être amélioré. 2. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel qu'il est défini dans le point 1 ci-dessus, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent en fonction d'une température détectée. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini dans le point 1 ci-dessus, dans lequel le convertisseur CC-CA comprend un moyen de détection de température, et les angles de démarrage de la conduction des phases respectives sont changés en fonction des températures. Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Etant donné que l'angle de démarrage de la conduction optimum change en fonction des températures, on améliore le couple en changeant la phase de démarrage de la conduction conformément à la température détectée. 3. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini dans le point 1 ci-dessus, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent en fonction de la tension d'entrée du convertisseur CC-CA, d'un courant de champ, et d'un service d'un circuit hacheur de champ. En plus, un appareil de commande de moteur- générateur pour véhicule automobile tel que défini dans le point 1 ci-dessus, dans lequel le convertisseur CCCA comprend un moyen de détection de courant de champ, et les angles de démarrage de la conduction des phases respectives sont changés en fonction de la tension d'entrée du convertisseur CC-CA, d'un courant de champ, et d'un service d'un circuit hacheur de champ. Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) L'angle de démarrage de la condition optimum change en fonction des températures, et le courant de champ change en fonction de la tension d'entrée du convertisseur CC-CA, du service et de la température, de sorte que l'on améliore le couple en changeant la phase de démarrage de la conduction en fonction de ses quantités. 4. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 3 ci-dessus, dans lequel on accomplit un affaiblissement du champ en changeant un courant d'un enroulement de champ conformément à la tension d'entrée du convertisseur CC-CA et la vitesse de rotation du moteur-générateur. Ainsi, les avantages suivants sont produits : (1) L'affaiblissement du champ est accompli au moyen du courant de champ, moyennant quoi la tension de réaction du stator peut être supprimée, et un courant statorique peut être accru, de sorte que le couple soit amélioré. (2) En plus, une perte par effet Joule du champ 30 peut être diminuée par diminution du courant de champ, de sorte qu'un rendement soit amélioré davantage que dans l'affaiblissement de champ basé sur le courant statorique. (3) En outre, étant donné que le courant statorique et le courant de champ d'un rotor sont commandés, une souplesse d'utilisation augmente, et une exploitation à un rendement toujours plus élevé est permise. 5. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 4ci-dessus, dans lequel une largeur de conduction des tensions de phase des phases respectives du stator est de 180 . Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Du fait d'une conduction à angle rectangulaire sur 180 , les tensions peuvent être utilisées au maximum, et le couple peut être amélioré. 6. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 4 ci-dessus, dans lequel une largeur de conduction de tensions de phase des phases respectives du stator est de 120 . Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Dans un cas où le courant est excessivement important avec la conduction à angle rectangulaire sur 180 , il peut être supprimé par une conduction à angle rectangulaire sur 120 , et la hausse de température du convertisseur CC-CA et la dégradation des éléments de puissance peuvent être empêchées. 7. Un appareil de commande de moteur-générateur 30 pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 6 ci-dessus, dans lequel les angles de démarrage de la conduction de phases respectives changent afin de maximiser le couple qui est déterminé à chaque rotation. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 6 ci-dessus, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives sont commandées afin de maximiser le couple à chaque rotation. Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Etant donné que les angles de démarrage de la conduction sont commandés afin de maximiser le couple, le potentiel du moteur peut être utilisé au maximum, et on peut faire rapidement tourner le moteur jusqu'à des vitesses de rotation élevées. 8. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 7 ci-dessus, dans lequel les ondes fondamentales des tensions de phase et des ondes fondamentales de courants de phase sont commandées, de sorte que des facteurs de puissance puissent devenir sensiblement égaux à un. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 7 ci-dessus, dans lequel des ondes fondamentales des tensions de phase et des ondes fondamentales de courants de phase sont commandées de sorte que des facteurs de puissance puissent devenir sensiblement égaux à un. Ainsi, les avantages suivants sont produits . (1) Etant donné que le couple devient sensiblement maximum avec le facteur de puissance égal à un, ce facteur de puissance égal à un est utilisé comme moyen de détermination des phases de tension à onde rectangulaire du stator, moyennant quoi les phases de tension peuvent être commandées au moyen du même algorithme sans tenir compte de la tension d'entrée du convertisseur CC-CA et de la vitesse de rotation du moteur-générateur. (2) Etant donné que les phases des tensions de phase de stator peuvent être déterminées au moyen des phases de courant du stator, elles peuvent être commandées sans tenir compte des spécifications d'enroulement du moteur-générateur, et les spécifications et états de divers moteurs-générateurs peuvent être supportés. 9. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 7 ci-dessus, dans lequel une commande est accomplie dans le but de diminuer une perte dans tout un système. Un appareil de commande d'un moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 7 ci-dessus, dans lequel une commande est accomplie afin de minimiser une perte dans tout un système. Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Dans un cas où l'on ne requiert pas que le couple soit maximum, la perte est minimisée eu égard aux températures, etc., d'une batterie et d'un câblage, du convertisseur CC-CA, du moteur-générateur, etc., de sorte que l'on ne gaspille pas de l'énergie et qu'un rendement puisse être amélioré. 10. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel la position du rotor est détectée au moyen d'un résolveur bien connu. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel un moyen de détection de position du rotor est un résolveur bien connu. Ainsi, les avantages suivants sont produits . (1) Le résolveur peut détecter la position avec une précision élevée, la résolution de l'angle de démarrage de la conduction est améliorée, et la phase peut être précisément commandée de sorte que des caractéristiques soient améliorées. (2) Etant donné que l'appareil de commande utilise un enroulement et un circuit magnétique et est structurellement simple, il est utilisable même à des températures élevées. Il est comparativement bon marché et robuste. 11. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel la position du rotor est détectée au moyen d'un codeur. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel un moyen de détection de position du rotor est un codeur. Ainsi, l'avantage suivant est produit : (1) Le codeur peut détecter la position avec une précision plus élevée que le résolveur, et la résolution de l'angle de démarrage de la conduction est améliorée pour améliorer le couple et le rendement. 12. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel un moyen de détection de la position du rotor calcule la vitesse de rotation à partir d'un cycle d'une forme d'onde de signal à onde rectangulaire de la position du rotor détectée, et il exécute une interpolation de la position du rotor pour des éléments d'information de position du rotor obtenus à partir d'une combinaison d'une pluralité d'ondes rectangulaires, afin d'utiliser la position du rotor d'une résolution améliorée. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini selon l'un quelconque des points 1 à 9 ci-dessus, dans lequel un moyen de détection de position du rotor calcule la vitesse de rotation à partir d'un cycle d'une forme d'onde de signal à onde rectangulaire de la position du rotor détectée par un élément tel qu'un commutateur à effet Hall CI, et il exécute une interpolation de la position du rotor pour des éléments d'information de position du rotor obtenus à partir d'une combinaison d'une pluralité d'ondes rectangulaires, afin d'utiliser la position du rotor d'une résolution améliorée. Ainsi, les avantages suivants sont produits : (1) Le commutateur à effet Hall est moins coûteux que le résolveur. (2) Du fait de l'interpolation de la position du 30 rotor, une précision de la position du rotor peut être améliorée, de sorte que le couple et le rendement puissent être améliorés. 13. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini dans le point 12 ci-dessus, dans lequel dans un cas où une vitesse de rotation d'un rotor est nulle, une tension de stator est soumise à une commande à onde rectangulaire de manière synchrone avec un bord d'attaque ou un bord de fuite de la forme d'onde de signal à onde rectangulaire sans exécution de l'interpolation angulaire de la position du rotor, et le moyen de détection de la position du rotor est ajusté afin de maximiser le couple à cette occasion. Un appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile tel que défini dans le point 12 ci-dessus, dans lequel en ce qui concerne la forme d'onde de signal à onde rectangulaire de la position du rotor détectée par l'élément tel qu'un commutateur à effet Hall CI, dans un cas où une vitesse de rotation d'un rotor est nulle, une tension de stator est soumise à une commande à onde rectangulaire de manière synchrone avec un bord d'attaque ou un bord de fuite de la forme d'onde de signal à onde rectangulaire sans exécution de l'interpolation angulaire de la position du rotor, et le moyen de détection de la vitesse de rotation est ajusté afin de maximiser le couple à cette occasion. Ainsi, les avantages suivants sont produits : (1) L'interpolation angulaire de la position du rotor est impossible à la vitesse de rotation nulle, mais un entraînement est possible sans l'interpolation angulaire. (2) Lorsque la vitesse de rotation est nulle, le moyen de détection est établi de façon à fournir le couple maximum, sans exécution de l'interpolation angulaire, de sorte que le potentiel du moteur puisse être utilisé au maximum. Diverses modifications et transformations de cette invention apparaîtront aux hommes du métier sans s'éloigner de la portée ni de l'esprit de cette invention, et on comprendra que celle-ci n'est pas limitée aux modes de réalisation illustratifs ici exposés.
Claims (13)
1. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile dans lequel un moteur- générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ (1) pour un véhicule automobile est soumis à une commande de conduction au moyen d'un convertisseur CCCA (2), caractérisé en ce que l'appareil comprend un moyen d'excitation d'un stator (1A) du moteur-générateur à pôles saillants du type à enroulement de champ (1) du véhicule automobile au moyen de tensions à onde rectangulaire au niveau de ses angles de démarrage de la conduction des phases respectives du stator (1A) qui sont décalées d'un angle prédéterminé par rapport à une position du rotor, et en ce que les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent sensiblement continuellement conformément à une tension d'entrée du convertisseur CC-CA (2) et une vitesse de rotation du moteur-générateur (1).
2. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent en fonction d'une température détectée.
3. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent en fonction de la tensiond'entrée du convertisseur CC-CA (2), d'un courant de champ, et d'un service d'un circuit hacheur de champ.
4. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on accomplit un affaiblissement du champ en changeant un courant d'un enroulement de champ conformément à la tension d'entrée du convertisseur CC-CA (2) et la vitesse de rotation du moteur-générateur (1).
5. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une largeur de conduction des tensions de phase des phases respectives du stator (1A) est de 180 .
6. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une largeur de conduction des tensions de phase des phases respectives du stator (1A) est de 120 .
7. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les angles de démarrage de la conduction des phases respectives changent afin de maximiser le couple qui est déterminé à chaque rotation.30
8. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel des ondes fondamentales de tensions de phase et des ondes fondamentales de courants de phase sont commandées de sorte que des facteurs de puissance puissent devenir sensiblement égaux à un.
9. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une commande est accomplie dans le but de diminuer une perte dans tout un système.
10. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la position du rotor est détectée au moyen d'un résolveur.
11. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la position du rotor est détectée au moyen d'un codeur.
12. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel un moyen de détection de la position du rotor calcule la vitesse de rotation à partir d'un cycle d'une forme d'onde de signal à angle rectangulaire de la position du rotor détectée, et qui exécute une interpolation de la position durotor pour des éléments d'information de position du rotor obtenus à partir d'une combinaison d'une pluralité d'ondes rectangulaires, afin d'utiliser la position du rotor d'une résolution améliorée.
13. Appareil de commande de moteur-générateur pour véhicule automobile selon la revendication 12, dans lequel dans un cas où une vitesse de rotation d'un rotor 1f est nulle, une tension de stator est soumise à une commande à onde rectangulaire de manière synchrone avec un bord d'attaque ou un bord de fuite de la forme d'onde de signal à onde rectangulaire sans exécution de l'interpolation angulaire de la position du rotor, et le moyen de détection de la position du rotor est ajustée afin de maximiser le couple à cette occasion.
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