JP2001258283A - 電気自動車駆動用インバータシステム - Google Patents
電気自動車駆動用インバータシステムInfo
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インバータ自身・インバータ装置冷却機構の小
型化を実現すること。 【解決手段】磁石トルクとリラクタンストルクの２種類
のトルクを発生するリラクタンス電動機１と、その回転
速度検出・位相検出を行なう回転検出手段２と、直流電
力を供給する動力電源３と、直流電力を任意の周波数を
有する交流電力に変換し、リラクタンス電動機１へ給電
して駆動する３相インバータ回路５と、動力電源３と３
相インバータ回路５とを解列するためのスイッチ６と、
回転検出手段２により検出されたリラクタンス電動機１
の回転速度・位相に基づいて、リラクタンス電動機１へ
給電する３相のＰＷＭ制御の波形を造出し３相インバー
タ回路５へ与えて制御するインバータ制御回路８を有す
る制御手段７とを備える。
型化を実現すること。 【解決手段】磁石トルクとリラクタンストルクの２種類
のトルクを発生するリラクタンス電動機１と、その回転
速度検出・位相検出を行なう回転検出手段２と、直流電
力を供給する動力電源３と、直流電力を任意の周波数を
有する交流電力に変換し、リラクタンス電動機１へ給電
して駆動する３相インバータ回路５と、動力電源３と３
相インバータ回路５とを解列するためのスイッチ６と、
回転検出手段２により検出されたリラクタンス電動機１
の回転速度・位相に基づいて、リラクタンス電動機１へ
給電する３相のＰＷＭ制御の波形を造出し３相インバー
タ回路５へ与えて制御するインバータ制御回路８を有す
る制御手段７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車に搭載
され、電気自動車の推進力を発生する電気自動車駆動用
インバータシステムに係り、特にインバータ自身・イン
バータ装置冷却機構の小型化を実現できるようにした電
気自動車駆動用インバータシステムに関するものであ
る。
され、電気自動車の推進力を発生する電気自動車駆動用
インバータシステムに係り、特にインバータ自身・イン
バータ装置冷却機構の小型化を実現できるようにした電
気自動車駆動用インバータシステムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電気自動車を駆動するための
電動機を含めたインバータシステムでは、収納が自動車
搭載という限られた狭いスペース空間であるため、小型
化が要求されている。
電動機を含めたインバータシステムでは、収納が自動車
搭載という限られた狭いスペース空間であるため、小型
化が要求されている。
【０００３】システムの小型化を図るためには、電動機
とインバータ装置自身を構造的に小さくすることは勿論
であるが、発熱そのものを抑えてインバータ装置冷却機
構を小さくする必要もある。
とインバータ装置自身を構造的に小さくすることは勿論
であるが、発熱そのものを抑えてインバータ装置冷却機
構を小さくする必要もある。
【０００４】ここで、発熱は通電電流そのものによるも
のであり、全体の小型化を図るには、同一定格出力（Ｋ
Ｗ）を得るのに、効率や力率を高めて定格電流を小さく
して発熱を抑え、インバータ装置冷却機構を小型化する
ことが考え得る手段となるが、設計的に限界があり、よ
り小型化することは技術課題となっている。
のであり、全体の小型化を図るには、同一定格出力（Ｋ
Ｗ）を得るのに、効率や力率を高めて定格電流を小さく
して発熱を抑え、インバータ装置冷却機構を小型化する
ことが考え得る手段となるが、設計的に限界があり、よ
り小型化することは技術課題となっている。
【０００５】また、従来から、電気自動車駆動用の電動
機としては、誘導電動機（ＩＭ）、磁石を回転子の表面
に取り付けた電動機（ＳＰＭ）や、回転子そのものに磁
石を埋め込んだ電動機（ＩＰＭ）等に代表される磁石電
動機、並びに回転子に空隙を設けて磁気抵抗回路により
形成されるリラクタンス効果を利用したリラクタンス電
動機等が適用されてきている。
機としては、誘導電動機（ＩＭ）、磁石を回転子の表面
に取り付けた電動機（ＳＰＭ）や、回転子そのものに磁
石を埋め込んだ電動機（ＩＰＭ）等に代表される磁石電
動機、並びに回転子に空隙を設けて磁気抵抗回路により
形成されるリラクタンス効果を利用したリラクタンス電
動機等が適用されてきている。
【０００６】しかしながら、誘導電動機では、出力密度
や効率が低く、体格が大きくなるという問題点がある。
や効率が低く、体格が大きくなるという問題点がある。
【０００７】また、磁石電動機では、出力密度や効率が
上がる反面、磁石を多用するため経済的に難点があった
り、高速回転時に無負荷時誘起電圧が高くなるため主回
路・素子類に損傷を与えたりする問題点がある。
上がる反面、磁石を多用するため経済的に難点があった
り、高速回転時に無負荷時誘起電圧が高くなるため主回
路・素子類に損傷を与えたりする問題点がある。
【０００８】さらに、リラクタンス電動機では、構造が
簡単な反面、振動やトルクリップルが大きい等の問題点
がある。
簡単な反面、振動やトルクリップルが大きい等の問題点
がある。
【０００９】一方、動力電源は、２次電池等の直流電源
であることから、通常運転時も極力消費を抑えたかつ充
電間隔を延ばすような高効率の運転制御を行なうことが
要求されており、電圧降下時はその電圧を最大限有効に
利用して、電動機を駆動するような制御を行なうことが
望ましい。
であることから、通常運転時も極力消費を抑えたかつ充
電間隔を延ばすような高効率の運転制御を行なうことが
要求されており、電圧降下時はその電圧を最大限有効に
利用して、電動機を駆動するような制御を行なうことが
望ましい。
【００１０】そこで、このような問題点を改善し、また
は要求を満足するために、高効率（低燃費）、高出力、
小型で、経済性、安全性、信頼性が高く、電気自動車駆
動用の特性に合った、広い回転数域をカバーする広界磁
弱め範囲を実現できる電気自動車駆動用のインバータシ
ステムが必要とされている。
は要求を満足するために、高効率（低燃費）、高出力、
小型で、経済性、安全性、信頼性が高く、電気自動車駆
動用の特性に合った、広い回転数域をカバーする広界磁
弱め範囲を実現できる電気自動車駆動用のインバータシ
ステムが必要とされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、電気自
動車駆動用のインバータシステムにおいては、高効率に
より動力電源を長寿命化でき、高出力で単位重量当たり
の出力密度が高く、小型で、高速回転時に制御不能とな
っても過剰な電圧（無負荷時誘起電圧）の発生がなく、
主回路上、安全性と信頼性が高い駆動方式とすることが
課題となってきている。
動車駆動用のインバータシステムにおいては、高効率に
より動力電源を長寿命化でき、高出力で単位重量当たり
の出力密度が高く、小型で、高速回転時に制御不能とな
っても過剰な電圧（無負荷時誘起電圧）の発生がなく、
主回路上、安全性と信頼性が高い駆動方式とすることが
課題となってきている。
【００１２】本発明の目的は、電動機として、同一定格
出力を得るのに従来と比べて定格電流を小さくすること
ができ、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くする
ことができ、これによりインバータ自身およびインバー
タ装置冷却機構の小型化を実現し、また限られた動力電
源の充電間隔を延ばし、インバータとして高効率運転制
御を行なうことが可能な電気自動車駆動用インバータシ
ステムを提供することにある。
出力を得るのに従来と比べて定格電流を小さくすること
ができ、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くする
ことができ、これによりインバータ自身およびインバー
タ装置冷却機構の小型化を実現し、また限られた動力電
源の充電間隔を延ばし、インバータとして高効率運転制
御を行なうことが可能な電気自動車駆動用インバータシ
ステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、電気自動車に搭載
され、電気自動車の推進力を発生する電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、回転子に磁石を埋め込ん
だことによって生じる磁石トルクと、磁石を埋め込んだ
ことによる磁性部分および回転子に空隙を設けたことに
よる非磁性部分による究極配置による磁気抵抗変化を利
用したリラクタンストルクとを発生するリラクタンス電
動機と、リラクタンス電動機の回転速度検出および位相
検出を行なう回転検出手段と、直流電力を供給する動力
電源と、動力電源からの直流電力を任意の周波数を有す
る交流電力に変換し、当該交流電力をリラクタンス電動
機へ給電して駆動する３相インバータ回路と、動力電源
と３相インバータ回路との間に設けられ、両者を解列す
るためのスイッチと、回転検出手段により検出されたリ
ラクタンス電動機の回転速度および位相に基づいて、リ
ラクタンス電動機へ給電する３相のＰＷＭ制御の波形を
造出し３相インバータ回路へ与えて制御するインバータ
制御回路を有する制御手段とを備えている。
めに、請求項１に対応する発明では、電気自動車に搭載
され、電気自動車の推進力を発生する電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、回転子に磁石を埋め込ん
だことによって生じる磁石トルクと、磁石を埋め込んだ
ことによる磁性部分および回転子に空隙を設けたことに
よる非磁性部分による究極配置による磁気抵抗変化を利
用したリラクタンストルクとを発生するリラクタンス電
動機と、リラクタンス電動機の回転速度検出および位相
検出を行なう回転検出手段と、直流電力を供給する動力
電源と、動力電源からの直流電力を任意の周波数を有す
る交流電力に変換し、当該交流電力をリラクタンス電動
機へ給電して駆動する３相インバータ回路と、動力電源
と３相インバータ回路との間に設けられ、両者を解列す
るためのスイッチと、回転検出手段により検出されたリ
ラクタンス電動機の回転速度および位相に基づいて、リ
ラクタンス電動機へ給電する３相のＰＷＭ制御の波形を
造出し３相インバータ回路へ与えて制御するインバータ
制御回路を有する制御手段とを備えている。
【００１４】従って、請求項１に対応する発明の電気自
動車駆動用インバータシステムにおいては、電動機とし
て、磁石トルクとリラクタンストルクの２種類のトルク
を発生するリラクタンス電動機を使用することにより、
電動機として、同一定格出力を得るのに、従来と比べて
定格電流を小さくでき、かつ高速回転時の無負荷時誘起
電圧を低くすることができる。また、定格電流が小さく
なることから、インバータ自身と素子定格電流、および
インバータ装置冷却機構の小型化を実現することがで
き、かつ主回路・素子に損傷を与えず、安全に保つこと
ができる。
動車駆動用インバータシステムにおいては、電動機とし
て、磁石トルクとリラクタンストルクの２種類のトルク
を発生するリラクタンス電動機を使用することにより、
電動機として、同一定格出力を得るのに、従来と比べて
定格電流を小さくでき、かつ高速回転時の無負荷時誘起
電圧を低くすることができる。また、定格電流が小さく
なることから、インバータ自身と素子定格電流、および
インバータ装置冷却機構の小型化を実現することがで
き、かつ主回路・素子に損傷を与えず、安全に保つこと
ができる。
【００１５】また、請求項２に対応する発明では、上記
請求項１に対応する発明において、制御手段のインバー
タ制御回路に、リラクタンス電動機の高速回転時には、
ＰＷＭ制御波形が電圧利用率最大かつスイッチング損失
最小となるように、ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ
切り換えて高効率制御を行なう手段を備えている。
請求項１に対応する発明において、制御手段のインバー
タ制御回路に、リラクタンス電動機の高速回転時には、
ＰＷＭ制御波形が電圧利用率最大かつスイッチング損失
最小となるように、ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ
切り換えて高効率制御を行なう手段を備えている。
【００１６】従って、請求項２に対応する発明の電気自
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の高速回転時に、ＰＷＭ制御波形が電圧利用率
最大かつスイッチング損失最小となるように、ＰＷＭ制
御から１パルス波形制御へ切り換えることにより、動力
電源降下時も動力電源を最大限有効利用して、３相イン
バータ回路の損失による発熱を抑え込む高効率制御を行
なうことができる。また、１パルス制御により永久磁石
式リラクタンス電動機電圧をアップでき、リラクタンス
電動機と素子の電流を小さくすることができる。これに
より、限られた動力電源の充電間隔を延ばすことがで
き、インバータとして、高速回転時に、高効率運転制御
を行なうことができる。
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の高速回転時に、ＰＷＭ制御波形が電圧利用率
最大かつスイッチング損失最小となるように、ＰＷＭ制
御から１パルス波形制御へ切り換えることにより、動力
電源降下時も動力電源を最大限有効利用して、３相イン
バータ回路の損失による発熱を抑え込む高効率制御を行
なうことができる。また、１パルス制御により永久磁石
式リラクタンス電動機電圧をアップでき、リラクタンス
電動機と素子の電流を小さくすることができる。これに
より、限られた動力電源の充電間隔を延ばすことがで
き、インバータとして、高速回転時に、高効率運転制御
を行なうことができる。
【００１７】さらに、請求項３に対応する発明では、上
記請求項１に対応する発明において、制御手段のインバ
ータ制御回路に、定トルク領域では最大トルク位相で最
大効率運転を行ない、定出力領域では進み位相角で制御
を行なうことによって、磁石トルクとリラクタンストル
クが最適配分となるように最大効率制御を行なう手段を
備えている。
記請求項１に対応する発明において、制御手段のインバ
ータ制御回路に、定トルク領域では最大トルク位相で最
大効率運転を行ない、定出力領域では進み位相角で制御
を行なうことによって、磁石トルクとリラクタンストル
クが最適配分となるように最大効率制御を行なう手段を
備えている。
【００１８】従って、請求項３に対応する発明の電気自
動車駆動用インバータシステムにおいては、定トルク領
域では最大トルク位相で最大効率運転を行ない、定出力
領域では進み位相角で制御を行なうことにより、磁石ト
ルクとリラクタンストルクを最適に配分制御して、熱損
失の少ない最大効率制御を行なうことができる。これに
より、限られた動力電源の充電間隔を延ばすことがで
き、インバータとして、定出力と定トルクの全領域にわ
たって、高効率運転制御を行なうことができる。
動車駆動用インバータシステムにおいては、定トルク領
域では最大トルク位相で最大効率運転を行ない、定出力
領域では進み位相角で制御を行なうことにより、磁石ト
ルクとリラクタンストルクを最適に配分制御して、熱損
失の少ない最大効率制御を行なうことができる。これに
より、限られた動力電源の充電間隔を延ばすことがで
き、インバータとして、定出力と定トルクの全領域にわ
たって、高効率運転制御を行なうことができる。
【００１９】また、請求項４に対応する発明では、上記
請求項１に対応する発明において、回転検出手段の代り
に、制御手段のインバータ制御回路に、リラクタンス電
動機の磁極位置を、低速回転時には高周波電圧を重畳し
て電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電圧を印加し
て磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判定し、高速
回転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算判定して、
回転検出手段レス制御を行なう手段を備えている。
請求項１に対応する発明において、回転検出手段の代り
に、制御手段のインバータ制御回路に、リラクタンス電
動機の磁極位置を、低速回転時には高周波電圧を重畳し
て電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電圧を印加し
て磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判定し、高速
回転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算判定して、
回転検出手段レス制御を行なう手段を備えている。
【００２０】従って、請求項４に対応する発明の電気自
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の速度検出および位相検出を行なう回転検出手
段の代りに、リラクタンス電動機の磁極位置を、低速回
転時には高周波電圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を
推定しかつ直流電圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ
極の磁極位置を判定し、高速回転時には逆電圧の向きか
ら磁極位置を演算判定して回転検出手段レス制御を行な
うことにより、回転検出手段を不要として電動機を小型
化し、かつハード品である回転検出手段に頼らず、信頼
性を向上することができる。
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の速度検出および位相検出を行なう回転検出手
段の代りに、リラクタンス電動機の磁極位置を、低速回
転時には高周波電圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を
推定しかつ直流電圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ
極の磁極位置を判定し、高速回転時には逆電圧の向きか
ら磁極位置を演算判定して回転検出手段レス制御を行な
うことにより、回転検出手段を不要として電動機を小型
化し、かつハード品である回転検出手段に頼らず、信頼
性を向上することができる。
【００２１】さらに、請求項５に対応する発明では、上
記請求項１に対応する発明において、制御手段のインバ
ータ制御回路に、リラクタンス電動機の高速回転時に、
当該リラクタンス電動機の誘起電圧を回転子磁石の温度
から推定演算し、３相インバータ回路の故障によって動
力電源と３相インバータ回路とをスイッチにより解列し
ても、リラクタンス電動機の無負荷時誘起電圧によって
スイッチング素子や主回路機器の破壊が起きないよう
に、推定演算結果に基づいて速度制限をかける制御を行
なう手段を備えている。
記請求項１に対応する発明において、制御手段のインバ
ータ制御回路に、リラクタンス電動機の高速回転時に、
当該リラクタンス電動機の誘起電圧を回転子磁石の温度
から推定演算し、３相インバータ回路の故障によって動
力電源と３相インバータ回路とをスイッチにより解列し
ても、リラクタンス電動機の無負荷時誘起電圧によって
スイッチング素子や主回路機器の破壊が起きないよう
に、推定演算結果に基づいて速度制限をかける制御を行
なう手段を備えている。
【００２２】従って、請求項５に対応する発明の電気自
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の高速回転時に３相インバータ回路が故障して
も、リラクタンス電動機の無負荷時誘起電圧が低けれ
ば、直流電力を供給する動力電源と３相インバータ回路
とをスイッチにより解列しても、リラクタンス電動機の
無負荷時誘起電圧によるスイッチング素子や主回路機器
の耐圧超過による破壊は起きないことから、リラクタン
ス電動機の誘起電圧を回転子磁石の温度から推定演算し
て速度制限をかける制御を行なうことにより、絶えず機
器の耐圧以下しか最高速度が出ず、機器を耐圧破壊する
ことがなくなり、安全性を向上することができる。
動車駆動用インバータシステムにおいては、リラクタン
ス電動機の高速回転時に３相インバータ回路が故障して
も、リラクタンス電動機の無負荷時誘起電圧が低けれ
ば、直流電力を供給する動力電源と３相インバータ回路
とをスイッチにより解列しても、リラクタンス電動機の
無負荷時誘起電圧によるスイッチング素子や主回路機器
の耐圧超過による破壊は起きないことから、リラクタン
ス電動機の誘起電圧を回転子磁石の温度から推定演算し
て速度制限をかける制御を行なうことにより、絶えず機
器の耐圧以下しか最高速度が出ず、機器を耐圧破壊する
ことがなくなり、安全性を向上することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態による電気自動車駆動用インバータシステムの全体構
成例を示すブロック回路図である。
態による電気自動車駆動用インバータシステムの全体構
成例を示すブロック回路図である。
【００２５】すなわち、本実施の形態による電気自動車
駆動用インバータシステムは、電気自動車に搭載され、
電気自動車の推進力を発生するものであり、図１に示す
ように、永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲＭ）１
と、回転検出手段である回転センサー２と、動力電源３
と、平滑コンデンサ４と、３相インバータ回路５と、ス
イッチ６と、制御回路７とから構成している。
駆動用インバータシステムは、電気自動車に搭載され、
電気自動車の推進力を発生するものであり、図１に示す
ように、永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲＭ）１
と、回転検出手段である回転センサー２と、動力電源３
と、平滑コンデンサ４と、３相インバータ回路５と、ス
イッチ６と、制御回路７とから構成している。
【００２６】永久磁石式リラクタンス電動機１は、２種
類のトルク、すなわち回転子に磁石を埋め込んだことに
よって生じる磁石トルクと、磁石を埋め込んだことによ
る磁性部分および回転子に空隙を設けたことによる非磁
性部分による究極配置による磁気抵抗変化を利用したリ
ラクタンストルクとを発生する。
類のトルク、すなわち回転子に磁石を埋め込んだことに
よって生じる磁石トルクと、磁石を埋め込んだことによ
る磁性部分および回転子に空隙を設けたことによる非磁
性部分による究極配置による磁気抵抗変化を利用したリ
ラクタンストルクとを発生する。
【００２７】回転センサー２は、永久磁石式リラクタン
ス電動機１の回転速度検出および位相検出を行なう。
ス電動機１の回転速度検出および位相検出を行なう。
【００２８】動力電源３は、例えば２次電池等の直流電
源からなるもので、直流電力を供給する。
源からなるもので、直流電力を供給する。
【００２９】平滑コンデンサ４は、動力電源３からの直
流電力中よりリップル分を除去して平滑する。
流電力中よりリップル分を除去して平滑する。
【００３０】３相インバータ回路５は、例えば半導体ス
イッチング素子等の複数のスイッチング素子を図示のよ
うに３相ブリッジ接続してなるもので、平滑コンデンサ
４を介して得られる動力電源３からの直流電力を任意の
周波数を有する交流電力に変換し、さらにこの交流電力
を永久磁石式リラクタンス電動機１へ給電して駆動す
る。
イッチング素子等の複数のスイッチング素子を図示のよ
うに３相ブリッジ接続してなるもので、平滑コンデンサ
４を介して得られる動力電源３からの直流電力を任意の
周波数を有する交流電力に変換し、さらにこの交流電力
を永久磁石式リラクタンス電動機１へ給電して駆動す
る。
【００３１】スイッチ６は、動力電源３と平滑コンデン
サ４との間に設けられ、例えば３相インバータ回路５の
故障時等に両者を解列するためのものである。
サ４との間に設けられ、例えば３相インバータ回路５の
故障時等に両者を解列するためのものである。
【００３２】制御回路７は、回転センサー２により検出
された永久磁石式リラクタンス電動機１の回転速度およ
び位相に基づいて、永久磁石式リラクタンス電動機１へ
給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出し、３相
インバータ回路５へ与えて制御するインバータ制御回路
８を備えており、インバータシステム全体の制御を司
る。
された永久磁石式リラクタンス電動機１の回転速度およ
び位相に基づいて、永久磁石式リラクタンス電動機１へ
給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出し、３相
インバータ回路５へ与えて制御するインバータ制御回路
８を備えており、インバータシステム全体の制御を司
る。
【００３３】図２は、永久磁石式リラクタンス電動機
（ＰＲＭ）１の詳細な構成例を示す断面図である。
（ＰＲＭ）１の詳細な構成例を示す断面図である。
【００３４】図２において、永久磁石式リラクタンス電
動機１は、エアギャップ２２の間隔をあけた、固定子鉄
心２０と回転子鉄心２１とから成り、回転子鉄心２１は
非磁性部分となる空隙２３と磁性体である永久磁石２４
を究極配置することによる磁気抵抗変化を利用したリラ
クタンストルクと磁石トルクの、２種類のトルクを得る
構成となっている。
動機１は、エアギャップ２２の間隔をあけた、固定子鉄
心２０と回転子鉄心２１とから成り、回転子鉄心２１は
非磁性部分となる空隙２３と磁性体である永久磁石２４
を究極配置することによる磁気抵抗変化を利用したリラ
クタンストルクと磁石トルクの、２種類のトルクを得る
構成となっている。
【００３５】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、電動機として、磁石トルクとリラクタンストルクの
２種類のトルクを発生する永久磁石式リラクタンス電動
機１を使用していることにより、電動機として、同一定
格出力（ＫＷ）を得るのに、従来と比べて定格電流を小
さくでき、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くす
ることができる。図３は、磁石を回転子の表面に取り付
けた磁石電動機（ＳＰＭ）の電気特性の一例を示す図で
ある。
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、電動機として、磁石トルクとリラクタンストルクの
２種類のトルクを発生する永久磁石式リラクタンス電動
機１を使用していることにより、電動機として、同一定
格出力（ＫＷ）を得るのに、従来と比べて定格電流を小
さくでき、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くす
ることができる。図３は、磁石を回転子の表面に取り付
けた磁石電動機（ＳＰＭ）の電気特性の一例を示す図で
ある。
【００３６】図３において、横軸に電動機回転数Ｎを、
縦軸に電動機トルクＴ、電動機電流Ｉ、電動機誘起電圧
Ｖをそれぞれ示している。
縦軸に電動機トルクＴ、電動機電流Ｉ、電動機誘起電圧
Ｖをそれぞれ示している。
【００３７】図４は、永久磁石式リラクタンス電動機
（ＰＲＭ）１の電気特性の一例を示す図である。
（ＰＲＭ）１の電気特性の一例を示す図である。
【００３８】図４において、横軸に電動機回転数Ｎを、
縦軸に電動機トルクＴ、電動機電流Ｉ、電動機誘起電圧
Ｖをそれぞれ示している。
縦軸に電動機トルクＴ、電動機電流Ｉ、電動機誘起電圧
Ｖをそれぞれ示している。
【００３９】図３と図４とを比較した場合、同じ出力
（ＫＷ）を得るのに、トルク値Ｔ１は同じであっても、
電流値はＩ１＞Ｉ２でＩ２はＩ１のおよそ６０％位、誘
起電圧値もＶ１＞Ｖ２でＶ２はＶ１のおよそ６０％位と
なり、図４に示す永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲ
Ｍ）１の方が、磁石を回転子の表面に取り付けた図３に
示す磁石電動機（ＳＰＭ）よりも、電流値、誘起電圧値
ともに、およそ４０％程低くなることを示している。
（ＫＷ）を得るのに、トルク値Ｔ１は同じであっても、
電流値はＩ１＞Ｉ２でＩ２はＩ１のおよそ６０％位、誘
起電圧値もＶ１＞Ｖ２でＶ２はＶ１のおよそ６０％位と
なり、図４に示す永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲ
Ｍ）１の方が、磁石を回転子の表面に取り付けた図３に
示す磁石電動機（ＳＰＭ）よりも、電流値、誘起電圧値
ともに、およそ４０％程低くなることを示している。
【００４０】これにより、電動機として、同一定格出力
を得るのに、従来と比べて定格電流を小さくでき、かつ
高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くすることができ
る。
を得るのに、従来と比べて定格電流を小さくでき、かつ
高速回転時の無負荷時誘起電圧を低くすることができ
る。
【００４１】また、定格電流が小さくなることから、イ
ンバータ自身と素子定格電流、およびインバータ装置冷
却機構の小型化を実現することができ、かつ主回路・素
子に損傷を与えず、安全に保つことができる。
ンバータ自身と素子定格電流、およびインバータ装置冷
却機構の小型化を実現することができ、かつ主回路・素
子に損傷を与えず、安全に保つことができる。
【００４２】上述したように、本実施の形態による電気
自動車駆動用インバータシステムでは、電動機として、
磁石トルクとリラクタンストルクの２種類のトルクを発
生する永久磁石式リラクタンス電動機１を使用するよう
にしているので、電動機として、同一定格出力を得るの
に、従来と比べて定格電流を小さくでき、かつ高速回転
時の無負荷時誘起電圧を低くすることが可能となる。ま
た、定格電流が小さくなることから、インバータ自身と
素子定格電流、およびインバータ装置冷却機構の小型化
を実現することができ、かつ主回路・素子に損傷を与え
ず、安全に保つことが可能となる。
自動車駆動用インバータシステムでは、電動機として、
磁石トルクとリラクタンストルクの２種類のトルクを発
生する永久磁石式リラクタンス電動機１を使用するよう
にしているので、電動機として、同一定格出力を得るの
に、従来と比べて定格電流を小さくでき、かつ高速回転
時の無負荷時誘起電圧を低くすることが可能となる。ま
た、定格電流が小さくなることから、インバータ自身と
素子定格電流、およびインバータ装置冷却機構の小型化
を実現することができ、かつ主回路・素子に損傷を与え
ず、安全に保つことが可能となる。
【００４３】（第２の実施の形態）本実施の形態による
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時に
は、前記ＰＷＭ制御の正弦波波形が電圧利用率最大かつ
スイッチング損失最小となるように、ＰＷＭ制御から１
パルス波形制御へ切り換えて高効率制御を行なう手段を
備えた構成としている。
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時に
は、前記ＰＷＭ制御の正弦波波形が電圧利用率最大かつ
スイッチング損失最小となるように、ＰＷＭ制御から１
パルス波形制御へ切り換えて高効率制御を行なう手段を
備えた構成としている。
【００４４】図５は、永久磁石式リラクタンス電動機１
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、高速回転時に高効率制御
を行なうための制御の一例を示す概要図である。
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、高速回転時に高効率制御
を行なうための制御の一例を示す概要図である。
【００４５】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時に、
ＰＷＭ制御波形が電圧利用率最大かつスイッチング損失
最小となるように、ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ
切り換えていることにより、動力電源３降下時も動力電
源３を最大限有効利用して、３相インバータ回路５の損
失による発熱を抑え込む高効率制御を行なうことができ
る。
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時に、
ＰＷＭ制御波形が電圧利用率最大かつスイッチング損失
最小となるように、ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ
切り換えていることにより、動力電源３降下時も動力電
源３を最大限有効利用して、３相インバータ回路５の損
失による発熱を抑え込む高効率制御を行なうことができ
る。
【００４６】また、１パルス制御により永久磁石式リラ
クタンス電動機１電圧をアップでき、永久磁石式リラク
タンス電動機１と素子の電流が小さくなる。これによ
り、限られた動力電源３である２次電池の充電間隔を延
ばすことができ、インバータとして、高速回転時に、高
効率運転制御を行なうことができる。
クタンス電動機１電圧をアップでき、永久磁石式リラク
タンス電動機１と素子の電流が小さくなる。これによ
り、限られた動力電源３である２次電池の充電間隔を延
ばすことができ、インバータとして、高速回転時に、高
効率運転制御を行なうことができる。
【００４７】上述したように、本実施の形態による電気
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の高速回転時に、ＰＷＭ制御波形が電
圧利用率最大かつスイッチング損失最小となるように、
ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ切り換えるようにし
ているので、動力電源３降下時も動力電源３を最大限有
効利用して、３相インバータ回路５の損失による発熱を
抑え込む高効率制御を行なうことが可能となる。
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の高速回転時に、ＰＷＭ制御波形が電
圧利用率最大かつスイッチング損失最小となるように、
ＰＷＭ制御から１パルス波形制御へ切り換えるようにし
ているので、動力電源３降下時も動力電源３を最大限有
効利用して、３相インバータ回路５の損失による発熱を
抑え込む高効率制御を行なうことが可能となる。
【００４８】また、１パルス制御により永久磁石式リラ
クタンス電動機１電圧をアップでき、永久磁石式リラク
タンス電動機１と素子の電流を小さくすることが可能と
なる。これにより、限られた動力電源３の充電間隔を延
ばすことができ、インバータとして、高速回転時に、高
効率運転制御を行なうことができる。
クタンス電動機１電圧をアップでき、永久磁石式リラク
タンス電動機１と素子の電流を小さくすることが可能と
なる。これにより、限られた動力電源３の充電間隔を延
ばすことができ、インバータとして、高速回転時に、高
効率運転制御を行なうことができる。
【００４９】（第３の実施の形態）本実施の形態による
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、定トルク領域では最大トルク位相で最大効率運転
を行ない、定出力領域では進み位相角で制御を行なうこ
とによって、前記磁石トルクとリラクタンストルクが最
適配分となるように最大効率制御を行なう手段を備えた
構成としている。
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、定トルク領域では最大トルク位相で最大効率運転
を行ない、定出力領域では進み位相角で制御を行なうこ
とによって、前記磁石トルクとリラクタンストルクが最
適配分となるように最大効率制御を行なう手段を備えた
構成としている。
【００５０】図６は、永久磁石式リラクタンス電動機１
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、最大効率運転制御を行な
うための制御の一例を示す概要図である。
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、最大効率運転制御を行な
うための制御の一例を示す概要図である。
【００５１】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、定トルク領域では最大トルク位相で最大効率運転を
行ない、定出力領域では進み位相角で制御を行なってい
ることにより、磁石トルクとリラクタンストルクを最適
に配分制御して、熱損失の少ない最大効率制御を行なう
ことができる。これにより、限られた動力電源の充電間
隔を延ばすことができ、インバータとして、定出力と定
トルクの全領域にわたって、高効率運転制御を行なうこ
とができる。
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、定トルク領域では最大トルク位相で最大効率運転を
行ない、定出力領域では進み位相角で制御を行なってい
ることにより、磁石トルクとリラクタンストルクを最適
に配分制御して、熱損失の少ない最大効率制御を行なう
ことができる。これにより、限られた動力電源の充電間
隔を延ばすことができ、インバータとして、定出力と定
トルクの全領域にわたって、高効率運転制御を行なうこ
とができる。
【００５２】上述したように、本実施の形態による電気
自動車駆動用インバータシステムでは、定トルク領域で
は最大トルク位相で最大効率運転を行ない、定出力領域
では進み位相角で制御を行なうようにしているので、磁
石トルクとリラクタンストルクを最適に配分制御して、
熱損失の少ない最大効率制御を行なうことが可能とな
る。
自動車駆動用インバータシステムでは、定トルク領域で
は最大トルク位相で最大効率運転を行ない、定出力領域
では進み位相角で制御を行なうようにしているので、磁
石トルクとリラクタンストルクを最適に配分制御して、
熱損失の少ない最大効率制御を行なうことが可能とな
る。
【００５３】これにより、限られた動力電源３の充電間
隔を延ばすことができ、インバータとして、定出力と定
トルクの全領域にわたって、高効率運転制御を行なうこ
とが可能となる。
隔を延ばすことができ、インバータとして、定出力と定
トルクの全領域にわたって、高効率運転制御を行なうこ
とが可能となる。
【００５４】（第４の実施の形態）本実施の形態による
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、前記回転センサー２の代りに、永久磁石式リラク
タンス電動機１の磁極位置を、低速回転時には高周波電
圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電
圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判
定し、高速回転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算
判定して、回転センサーレス制御を行なう手段を備えた
構成としている。
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、前記回転センサー２の代りに、永久磁石式リラク
タンス電動機１の磁極位置を、低速回転時には高周波電
圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電
圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判
定し、高速回転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算
判定して、回転センサーレス制御を行なう手段を備えた
構成としている。
【００５５】図７は、永久磁石式リラクタンス電動機１
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、回転センサーレス制御を
行なうための制御の一例を示す概要図である。
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、回転センサーレス制御を
行なうための制御の一例を示す概要図である。
【００５６】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、永久磁石式リラクタンス電動機１の速度検出および
位相検出を行なう回転センサー２の代りに、永久磁石式
リラクタンス電動機１の磁極位置を、低速回転時には高
周波電圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を推定しかつ
直流電圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位
置を判定し、高速回転時には逆電圧の向きから磁極位置
を演算判定して回転センサース制御を行なっていること
により、回転センサー２を不要として電動機を小型化
し、かつハード品である回転センサー２に頼らず、信頼
性を向上することができる。
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、永久磁石式リラクタンス電動機１の速度検出および
位相検出を行なう回転センサー２の代りに、永久磁石式
リラクタンス電動機１の磁極位置を、低速回転時には高
周波電圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を推定しかつ
直流電圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位
置を判定し、高速回転時には逆電圧の向きから磁極位置
を演算判定して回転センサース制御を行なっていること
により、回転センサー２を不要として電動機を小型化
し、かつハード品である回転センサー２に頼らず、信頼
性を向上することができる。
【００５７】上述したように、本実施の形態による電気
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の速度検出および位相検出を行なう回
転センサー２の代りに、永久磁石式リラクタンス電動機
１の磁極位置を、低速回転時には高周波電圧を重畳して
電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電圧を印加して
磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判定し、高速回
転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算判定して回転
センサーレス制御を行なうようにしているので、回転セ
ンサー２を不要として電動機を小型化し、かつハード品
である回転センサー２に頼らず、信頼性を向上すること
が可能となる。
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の速度検出および位相検出を行なう回
転センサー２の代りに、永久磁石式リラクタンス電動機
１の磁極位置を、低速回転時には高周波電圧を重畳して
電流振幅の差で軸方向を推定しかつ直流電圧を印加して
磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極位置を判定し、高速回
転時には逆電圧の向きから磁極位置を演算判定して回転
センサーレス制御を行なうようにしているので、回転セ
ンサー２を不要として電動機を小型化し、かつハード品
である回転センサー２に頼らず、信頼性を向上すること
が可能となる。
【００５８】（第５の実施の形態）本実施の形態による
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時
に、永久磁石式リラクタンス電動機１の誘起電圧を回転
子磁石の温度から推定演算し、３相インバータ回路５の
故障によって動力電源３と３相インバータ回路５とをス
イッチ６により解列しても、永久磁石式リラクタンス電
動機１の無負荷時誘起電圧によってスイッチング素子や
主回路機器の破壊が起きないように、上記推定演算結果
に基づいて速度制限をかける制御を行なう手段を備えた
構成としている。
電気自動車駆動用インバータシステムは、前述した第１
の実施の形態における制御回路７のインバータ制御回路
８に、永久磁石式リラクタンス電動機１の高速回転時
に、永久磁石式リラクタンス電動機１の誘起電圧を回転
子磁石の温度から推定演算し、３相インバータ回路５の
故障によって動力電源３と３相インバータ回路５とをス
イッチ６により解列しても、永久磁石式リラクタンス電
動機１の無負荷時誘起電圧によってスイッチング素子や
主回路機器の破壊が起きないように、上記推定演算結果
に基づいて速度制限をかける制御を行なう手段を備えた
構成としている。
【００５９】図８は、永久磁石式リラクタンス電動機１
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、誘起電圧を回転子内磁石
温度から推定演算するための手順の一例を示す概要図で
ある。
に給電する３相のＰＷＭ制御の正弦波波形を造出するイ
ンバータ制御回路８における、誘起電圧を回転子内磁石
温度から推定演算するための手順の一例を示す概要図で
ある。
【００６０】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、磁石の誘起電圧と温度との関係式から、ある回転数
における誘起電圧を演算する。
による電気自動車駆動用インバータシステムにおいて
は、磁石の誘起電圧と温度との関係式から、ある回転数
における誘起電圧を演算する。
【００６１】すなわち、図８に示すように、まず手順１
にて常温時の磁石温度ｔ１を測定し、次に手順２にて常
温時の磁石の誘起電圧Ｅ１を測定し、次に手順３にてあ
る回転数時の磁石温度ｔ２を測定することにより、手順
４にてある回転数時の誘起電圧Ｅ２を計算し、次に手順
５にて最高速度Ｎ0 時の誘起電圧Ｅ0を計算することが
できる。
にて常温時の磁石温度ｔ１を測定し、次に手順２にて常
温時の磁石の誘起電圧Ｅ１を測定し、次に手順３にてあ
る回転数時の磁石温度ｔ２を測定することにより、手順
４にてある回転数時の誘起電圧Ｅ２を計算し、次に手順
５にて最高速度Ｎ0 時の誘起電圧Ｅ0を計算することが
できる。
【００６２】これにより、最高速度Ｎ0時の誘起電圧Ｅ0
を逆に推測することができ、素子や主回路機器類の耐圧
以下となるように、永久磁石式リラクタンス電動機１の
速度を制限することができる。
を逆に推測することができ、素子や主回路機器類の耐圧
以下となるように、永久磁石式リラクタンス電動機１の
速度を制限することができる。
【００６３】上述したように、本実施の形態による電気
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の高速回転時に３相インバータ回路５
が故障しても、永久磁石式リラクタンス電動機１の無負
荷時誘起電圧が低ければ、直流電力を供給する動力電源
３と３相インバータ回路５とをスイッチ６により解列し
ても、永久磁石式リラクタンス電動機１の無負荷時誘起
電圧によるスイッチング素子や主回路機器の耐圧超過に
よる破壊は起きないことから、永久磁石式リラクタンス
電動機１の誘起電圧を回転子磁石の温度から推定演算し
て速度制限をかける制御を行なうようにしているので、
絶えず機器の耐圧以下しか最高速度が出ず、機器を耐圧
破壊することがなくなり、安全性を向上することが可能
となる。
自動車駆動用インバータシステムでは、永久磁石式リラ
クタンス電動機１の高速回転時に３相インバータ回路５
が故障しても、永久磁石式リラクタンス電動機１の無負
荷時誘起電圧が低ければ、直流電力を供給する動力電源
３と３相インバータ回路５とをスイッチ６により解列し
ても、永久磁石式リラクタンス電動機１の無負荷時誘起
電圧によるスイッチング素子や主回路機器の耐圧超過に
よる破壊は起きないことから、永久磁石式リラクタンス
電動機１の誘起電圧を回転子磁石の温度から推定演算し
て速度制限をかける制御を行なうようにしているので、
絶えず機器の耐圧以下しか最高速度が出ず、機器を耐圧
破壊することがなくなり、安全性を向上することが可能
となる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気自動
車駆動用インバータシステムによれば、電動機として、
同一定格出力を得るのに従来と比べて定格電流を小さく
することができ、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を
低くすることができる。これにより、インバータ自身お
よびインバータ装置冷却機構の小型化を実現し、また限
られた動力電源の充電間隔を延ばし、インバータとして
高効率運転制御を行なうことが可能となる。
車駆動用インバータシステムによれば、電動機として、
同一定格出力を得るのに従来と比べて定格電流を小さく
することができ、かつ高速回転時の無負荷時誘起電圧を
低くすることができる。これにより、インバータ自身お
よびインバータ装置冷却機構の小型化を実現し、また限
られた動力電源の充電間隔を延ばし、インバータとして
高効率運転制御を行なうことが可能となる。
【００６５】以上により、高効率 （低燃費）、高出
力、小型で、経済性、安全性、信頼性が高く、電気自動
車駆動用の特性に合った、広い回転数域をカバーする広
界磁弱め範囲を実現可能な電気自動車駆動用のインバー
タシステムを得ることができる。
力、小型で、経済性、安全性、信頼性が高く、電気自動
車駆動用の特性に合った、広い回転数域をカバーする広
界磁弱め範囲を実現可能な電気自動車駆動用のインバー
タシステムを得ることができる。
【図１】本発明による電気自動車駆動用インバータシス
テムの第１の実施の形態を示すブロック回路図。
テムの第１の実施の形態を示すブロック回路図。
【図２】同第１の実施の形態の電気自動車駆動用インバ
ータシステムにおける永久磁石式リラクタンス電動機の
構成例を示す断面図。
ータシステムにおける永久磁石式リラクタンス電動機の
構成例を示す断面図。
【図３】磁石を回転子の表面に取り付けた磁石電動機
（ＳＰＭ）の電気特性の一例を示す図。
（ＳＰＭ）の電気特性の一例を示す図。
【図４】永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲＭ）の電
気特性の一例を示す図。
気特性の一例を示す図。
【図５】本発明による第２の実施の形態の電気自動車駆
動用インバータシステムにおける高速回転時に高効率制
御を行なうための制御の一例を示す概要図。
動用インバータシステムにおける高速回転時に高効率制
御を行なうための制御の一例を示す概要図。
【図６】本発明による第３の実施の形態の電気自動車駆
動用インバータシステムにおける最大効率運転制御を行
なうための制御の一例を示す概要図。
動用インバータシステムにおける最大効率運転制御を行
なうための制御の一例を示す概要図。
【図７】本発明による第４の実施の形態の電気自動車駆
動用インバータシステムにおける回転センサレス制御を
行なうための制御の一例を示す概要図。
動用インバータシステムにおける回転センサレス制御を
行なうための制御の一例を示す概要図。
【図８】本発明による第５の実施の形態の電気自動車駆
動用インバータシステムにおける誘起電圧を回転子内磁
石温度から推定演算するための手順の一例を示す概要
図。
動用インバータシステムにおける誘起電圧を回転子内磁
石温度から推定演算するための手順の一例を示す概要
図。
１…永久磁石式リラクタンス電動機（ＰＲＭ） ２…回転センサー ３…動力電源 ４…平滑コンデンサ ５…３相インバータ回路 ６…スイッチ ７…制御回路 ８…インバータ制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 洋介 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5H115 PA08 PA11 PC06 PG04 PI16 PI29 PU10 PU11 PV09 PV23 RB23 TB10 TO05 TO30 TR04 TU11 TW10 TZ08 TZ10 5H550 AA16 BB02 BB03 BB04 BB08 CC04 DD09 HA07 HB07 HB16 LL07 LL14 LL16 LL35 LL39 MM03 MM05 5H560 AA08 BB04 BB17 BB18 DA07 DA13 DB07 DB13 DC05 EB01 EC01 JJ03 JJ05 RR10 UA02 XA12 XA15
Claims (5)
- 【請求項１】 電気自動車に搭載され、前記電気自動車
の推進力を発生する電気自動車駆動用インバータシステ
ムにおいて、 回転子に磁石を埋め込んだことによって生じる磁石トル
クと、前記磁石を埋め込んだことによる磁性部分および
前記回転子に空隙を設けたことによる非磁性部分による
究極配置による磁気抵抗変化を利用したリラクタンスト
ルクとを発生するリラクタンス電動機と、 前記リラクタンス電動機の回転速度検出および位相検出
を行なう回転検出手段と、 直流電力を供給する動力電源と、 前記動力電源からの直流電力を任意の周波数を有する交
流電力に変換し、当該交流電力を前記リラクタンス電動
機へ給電して駆動する３相インバータ回路と、 前記動力電源と前記３相インバータ回路との間に設けら
れ、両者を解列するためのスイッチと、 前記回転検出手段により検出されたリラクタンス電動機
の回転速度および位相に基づいて、前記リラクタンス電
動機へ給電する３相のＰＷＭ制御の波形を造出し前記３
相インバータ回路へ与えて制御するインバータ制御回路
を有する制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電気自動車駆動用インバ
ータシステム。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、 前記制御手段のインバータ制御回路に、前記リラクタン
ス電動機の高速回転時には、前記ＰＷＭ制御波形が電圧
利用率最大かつスイッチング損失最小となるように、Ｐ
ＷＭ制御から１パルス波形制御へ切り換えて高効率制御
を行なう手段を備えたことを特徴とする電気自動車駆動
用インバータシステム。 - 【請求項３】 前記請求項１に記載の電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、 前記制御手段のインバータ制御回路に、 定トルク領域では最大トルク位相で最大効率運転を行な
い、定出力領域では進み位相角で制御を行なうことによ
って、前記磁石トルクとリラクタンストルクが最適配分
となるように最大効率制御を行なう手段を備えたことを
特徴とする電気自動車駆動用インバータシステム。 - 【請求項４】 前記請求項１に記載の電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、 前記回転検出手段の代りに、 前記制御手段のインバータ制御回路に、 前記リラクタンス電動機の磁極位置を、低速回転時には
高周波電圧を重畳して電流振幅の差で軸方向を推定しか
つ直流電圧を印加して磁気飽和の差からＮ極Ｓ極の磁極
位置を判定し、高速回転時には逆電圧の向きから磁極位
置を演算判定して、回転検出手段レス制御を行なう手段
を備えたことを特徴とする電気自動車駆動用インバータ
システム。 - 【請求項５】 前記請求項１に記載の電気自動車駆動用
インバータシステムにおいて、 前記制御手段のインバータ制御回路に、 前記リラクタンス電動機の高速回転時に、当該リラクタ
ンス電動機の誘起電圧を回転子磁石の温度から推定演算
し、前記３相インバータ回路の故障によって前記動力電
源と３相インバータ回路とを前記スイッチにより解列し
ても、前記リラクタンス電動機の無負荷時誘起電圧によ
ってスイッチング素子や主回路機器の破壊が起きないよ
うに、前記推定演算結果に基づいて速度制限をかける制
御を行なう手段を備えたことを特徴とする電気自動車駆
動用インバータシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000063875A JP3507753B2 (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 電気自動車駆動用インバータシステム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000063875A JP3507753B2 (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 電気自動車駆動用インバータシステム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001258283A true JP2001258283A (ja) | 2001-09-21 |
| JP3507753B2 JP3507753B2 (ja) | 2004-03-15 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3507753B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6717300B2 (en) * | 2000-07-24 | 2004-04-06 | Anadish Kumar Pal | Arrangement for using induction motor as a sensor to sense its own rotation when electrical power is not being supplied to it |
| JP2014128170A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Daikin Ind Ltd | 回転電気機械 |
-
2000
- 2000-03-08 JP JP2000063875A patent/JP3507753B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US6717300B2 (en) * | 2000-07-24 | 2004-04-06 | Anadish Kumar Pal | Arrangement for using induction motor as a sensor to sense its own rotation when electrical power is not being supplied to it |
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