JP2009136061A - Control device of switched reluctance motor - Google Patents
Control device of switched reluctance motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009136061A JP2009136061A JP2007308887A JP2007308887A JP2009136061A JP 2009136061 A JP2009136061 A JP 2009136061A JP 2007308887 A JP2007308887 A JP 2007308887A JP 2007308887 A JP2007308887 A JP 2007308887A JP 2009136061 A JP2009136061 A JP 2009136061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- temperature
- motor
- drive circuit
- limit value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
この発明は、スイッチトリラクタンスモータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a switched reluctance motor.
従来から、ロータを突極構造にし、ステータ側に設けた突極にコイルを巻装したスイッチトリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor;以下SRモータという)が知られている。このSRモータの制御装置は、ロータを回転させるために、給電するコイルを順番に切り換える駆動回路を有している。この駆動回路はいずれかのコイルに選択的に電流を供給するためのスイッチング素子をコイル毎に有している。このスイッチング素子は、パルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)制御を行うようになっている。
ところで、SRモータの制御装置のスイッチング素子を過熱から保護し、過熱に起因する損傷を防止するために、制御装置に温度センサを設け、この温度センサによって検出される温度に基づいて電流供給を制御するさまざまな技術が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) in which a rotor has a salient pole structure and a coil is wound around a salient pole provided on a stator side is known. This SR motor control device has a drive circuit for sequentially switching coils to be fed in order to rotate the rotor. This drive circuit has a switching element for selectively supplying a current to one of the coils for each coil. The switching element performs pulse width modulation (PWM) control.
By the way, in order to protect the switching element of the SR motor control device from overheating and prevent damage due to overheating, a temperature sensor is provided in the control device, and current supply is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor. Various technologies have been proposed.
例えば、SRモータの出力に対する要求を表す信号に基づいて、この要求を満たすための駆動電流目標値を求めると共に、温度センサにより検出された温度に基づいて、スイッチング素子を熱破壊させることなく供給可能な駆動電流の最大値である駆動電流許容値を求めるものがある。これによれば、駆動電流目標値が駆動電流許容値未満のときには駆動電流目標値を駆動電流指示値として出力し、また駆動電流目標値が駆動電流許容値以上のときには駆動電流許容値を駆動電流指示値として出力することができる。このため、スイッチング素子の過熱による損傷を防止することができ、且つその温度における最大限のモータ出力を得ることが可能になる(例えば、特許文献1参照)。 For example, based on a signal indicating a request for the output of the SR motor, a drive current target value for satisfying this request can be obtained, and the switching element can be supplied without causing thermal destruction based on the temperature detected by the temperature sensor. There is a technique for obtaining a drive current allowable value which is a maximum value of a correct drive current. According to this, when the drive current target value is less than the drive current allowable value, the drive current target value is output as the drive current instruction value, and when the drive current target value is greater than or equal to the drive current allowable value, the drive current allowable value is output as the drive current. It can be output as an instruction value. For this reason, damage due to overheating of the switching element can be prevented, and the maximum motor output at that temperature can be obtained (see, for example, Patent Document 1).
また、スイッチング素子をパルス幅変調制御するためのパルス幅変調制御手段に加え、スイッチング素子を矩形波制御するための矩形波制御手段を設け、温度センサによって検出される温度が所定温度を超える場合に、スイッチング素子をパルス幅変調制御に代えて矩形波制御するものがある。これによれば、制御装置の温度が上昇した場合に、スイッチング素子をより発熱の少ない矩形波制御とすることで、制御装置のそれ以上の温度上昇を抑えることができる(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、スイッチング素子が過熱による損傷のおそれがある所定の温度に達するまでは、その温度における最大限のモータ出力を得たり、温度上昇を抑えたりするという点では優れているが、駆動電流値の制御だけでは最大のモータ出力は得られず、出力を変えずにパルス幅変調から矩形波制御にするためには、あらかじめ容量の大きな素子を選定する必要があり、コストがかかるという課題がある。 However, until the switching element reaches a predetermined temperature at which there is a risk of damage due to overheating, it is excellent in terms of obtaining the maximum motor output at that temperature and suppressing the temperature rise. The maximum motor output cannot be obtained only by the control, and in order to change from pulse width modulation to rectangular wave control without changing the output, it is necessary to select an element having a large capacity in advance, and there is a problem that costs increase.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、SRモータやスイッチング素子の温度が上昇しても徐々にモータ出力を低下させつつ、SRモータやスイッチング素子の過熱による損傷を防止できると共に、温度上昇時のモータ出力を最大限得ることができる安価なスイッチトリラクタンスモータの制御装置を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if the temperature of the SR motor or the switching element rises, the motor output is gradually reduced, and the SR motor or the switching element is damaged by overheating. An inexpensive control device for a switched reluctance motor capable of preventing the motor output at the time of temperature rise and obtaining the maximum output.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、ロータ突極が形成されたロータと、ステータ突極が形成され該ステータ突極に複数のコイルが巻装されているステータとを有するスイッチトリラクタンスモータと、電源から前記複数のコイルへの電流供給ラインを複数のスイッチング素子を用いて切り換え、前記複数のコイルの通電状態を制御する駆動回路と、前記スイッチトリラクタンスモータ、および前記駆動回路に設けられた温度センサと、前記スイッチトリラクタンスモータに設けられた温度センサにより検出された温度に基づいて前記スイッチトリラクタンスモータに供給可能なモータ電流リミット値を設定するモータリミット値設定手段と、前記駆動回路に設けられた温度センサにより検出された温度に基づいて前記駆動回路に供給可能な駆動回路電流リミット値を設定する駆動回路リミット値設定手段と、前記モータリミット値設定手段により設定されたモータ電流リミット値、または前記駆動回路リミット値設定手段により設定された前記駆動回路電流リミット値のうち何れか低い値を真の電流リミット値として設定する電流リミット値設定手段と、前記スイッチトリラクタンスモータの目標出力を設定する目標出力設定手段と、前記電流リミット値設定手段により設定された前記真の電流リミット値を前記目標出力設定手段により設定された前記目標出力の最大出力に対応させた場合に、前記目標出力に基づいて電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、前記ロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置に基づいて前記ロータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記電流指令値生成手段により生成された前記電流指令値、および前記回転速度検出手段により検出された前記回転速度に応じて、前記スイッチトリラクタンスモータの通電に対する通電角および進角を設定する通電状態設定手段と、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置、および前記通電状態設定手段により設定された前記通電角と前記進角とに基づいて前記スイッチトリラクタンスモータへの通電タイミング信号を出力する通電タイミング出力手段と、前記スイッチトリラクタンスモータに通電される電流を電流検出値として検出する電流検出手段と、前記電流指令値生成手段により生成された前記電流指令値と前記電流検出手段により検出された前記電流検出値との偏差に基づき、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成手段と、前記通電タイミング出力手段により出力された前記通電タイミング信号に基づき、前記パルス幅変調信号生成手段により生成された前記パルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力手段とを備え、前記モータリミット値設定手段に、前記モータ電流リミット値を下げ始める第一モータ温度と、前記モータ電流リミット値を0アンペアとする第二モータ温度とを予め設定すると共に、前記駆動回路リミット値設定手段に、前記駆動回路電流リミット値を下げ始める第一駆動回路温度と、前記駆動回路電流リミット値を0アンペアとする第二駆動回路温度とを予め設定し、前記駆動回路は、前記通電タイミング出力手段により出力された前記通電タイミング信号、および前記パルス幅変調信号出力手段により出力された前記パルス幅変調信号に応じて、前記複数のコイルへの通電状態を順次切り換えることを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記複数のコイルの一端部同士を接続して中性点を形成し、前記駆動回路は、それぞれ2つの前記スイッチング素子を直列に接続された複数のアームを前記電源に対して並列に接続して構成し、前記複数のアームのうちの1つのアームであって前記2つのスイッチング素子の間に前記中性点を接続し、前記複数のアームのうちの他のアームであって前記2つのスイッチング素子の間に前記複数のコイルの他端部をそれぞれ1つずつ接続し、前記中性点が接続されている前記1つのアーム、または前記複数のコイルの他端部がそれぞれ接続されている前記他のアームの何れか一方を前記通電タイミング出力手段に接続し、他方を前記パルス幅変調信号出力手段に接続してもよい。
このように構成することで、温度上昇時のスイッチトリラクタンスモータのコイル、および駆動回路に供給可能な最大電流値を決定することができ、両者のうちの何れか低い値を真の電流リミット値とすることで、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の過熱による損傷を防止できる。そして、例えば、この最大電流値を最大出力に対応させることにより、現在の目標出力(要求出力)を発生させる電流値を決定することができる。
また、通電状態設定手段とパルス幅変調信号生成手段によってコイルに供給される電流値毎の通電タイミングやパルス幅変調信号を最適化することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a rotor having a rotor salient pole, a stator having a stator salient pole, and a plurality of coils wound around the stator salient pole. A switched reluctance motor, a drive circuit that switches a current supply line from a power source to the plurality of coils using a plurality of switching elements, and controls the energization state of the plurality of coils, the switched reluctance motor, and Motor limit value setting for setting a motor current limit value that can be supplied to the switched reluctance motor based on a temperature sensor provided in the drive circuit and a temperature detected by a temperature sensor provided in the switched reluctance motor And a temperature detected by a temperature sensor provided in the drive circuit, A drive circuit limit value setting means for setting a drive circuit current limit value that can be supplied to the dynamic circuit, a motor current limit value set by the motor limit value setting means, or the drive circuit limit value setting means Current limit value setting means for setting a lower one of the drive circuit current limit values as a true current limit value, target output setting means for setting a target output of the switched reluctance motor, and the current limit value setting means Current command value generating means for generating a current command value based on the target output when the true current limit value set by the step is made to correspond to the maximum output of the target output set by the target output setting means Rotation position detection means for detecting the rotation position of the rotor, and the rotation position detection means. A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the rotor based on the rotational position; the current command value generated by the current command value generating means; and the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. Accordingly, an energization state setting means for setting an energization angle and an advance angle for energization of the switched reluctance motor, the rotational position detected by the rotational position detection means, and the energization set by the energization state setting means Energization timing output means for outputting an energization timing signal to the switched reluctance motor based on an angle and the advance angle; and current detection means for detecting a current energized to the switched reluctance motor as a current detection value; The current command value generated by the current command value generation means and the current detection means are detected. The pulse width modulation signal generation means for generating a pulse width modulation signal based on the deviation from the detected current value, and the pulse width modulation signal generation based on the energization timing signal output by the energization timing output means Pulse width modulation signal output means for outputting the pulse width modulation signal generated by the means, the motor limit value setting means, the first motor temperature to start lowering the motor current limit value, and the motor current limit value Is set in advance, and the drive circuit limit value setting means sets the first drive circuit temperature at which the drive circuit current limit value starts to be lowered and the drive circuit current limit value to 0 ampere. The second drive circuit temperature is set in advance, and the drive circuit is output by the energization timing output means. The energization timing signal, and in response to said pulse width modulated signal output by the pulse width modulation signal output means and sequentially switching that the turn-on states of the plurality of coils.
In this case, as in the invention described in claim 2, one end portions of the plurality of coils are connected to each other to form a neutral point, and each of the driving circuits has the two switching elements connected in series. A plurality of arms connected in parallel to the power source, and one of the plurality of arms, the neutral point being connected between the two switching elements, and the plurality of arms The other arm of the plurality of coils, the other end of each of the plurality of coils being connected one by one between the two switching elements, and the one arm having the neutral point connected thereto, or the plurality of the plurality of coils. Any one of the other arms to which the other ends of the coils are connected may be connected to the energization timing output means, and the other may be connected to the pulse width modulation signal output means.
By configuring in this way, it is possible to determine the maximum current value that can be supplied to the coil and the drive circuit of the switched reluctance motor at the time of temperature rise, and the lower value of both is set to the true current limit value. By doing so, damage due to overheating of the switched reluctance motor and the switching element can be prevented. For example, by making this maximum current value correspond to the maximum output, the current value for generating the current target output (requested output) can be determined.
Further, the energization timing and the pulse width modulation signal for each current value supplied to the coil can be optimized by the energization state setting means and the pulse width modulation signal generation means.
請求項3に記載した発明は、前記複数の温度センサを前記ステータ突極に巻装されている前記コイル上に設けると共に、前記中性点が接続されている前記1つのアームの近傍に設けることを特徴とする。
このように構成することで、駆動回路のうちの最も高温になる部位の温度を知ることが可能になると共に、スイッチトリラクタンスモータのうちの最も高温になる部位の温度を知ることが可能になる。また、これらの温度に基づいて真の電流リミット値を設定することができるので、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の過熱による損傷を確実に防止できると共に、温度上昇時のモータ出力を確実に最大限得ることができる。
According to a third aspect of the present invention, the plurality of temperature sensors are provided on the coil wound around the stator salient pole, and are provided in the vicinity of the one arm to which the neutral point is connected. It is characterized by.
With this configuration, it becomes possible to know the temperature of the highest temperature part of the drive circuit and the temperature of the highest temperature part of the switched reluctance motor. . In addition, since the true current limit value can be set based on these temperatures, it is possible to reliably prevent damage caused by overheating of the switched reluctance motor and switching elements, and to ensure maximum motor output when the temperature rises. Obtainable.
請求項4に記載した発明は、前記コイル上に設けられた温度センサにより検出された温度に、この温度センサが設けられている箇所と前記コイルの最大温度となる箇所との間に生じる温度差を補正すると共に、前記1つのアームの近傍に設けられた温度センサにより検出された温度に、この温度センサが設けられている箇所と前記1つのアームの前記スイッチング素子との間に生じる温度差を補正することを特徴とする。
このように、温度センサを発熱量が多い位置、組み付け易い位置に設定することで、温度センサのレイアウトに制約がある場合であっても、スイッチトリラクタンスモータのうちの最も高温になる部位の温度を正確に検出することが可能になると共に、駆動回路のうちの最も高温になるスイッチング素子の温度を正確に検出することが可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is a temperature difference between a location where the temperature sensor is provided and a location where the maximum temperature of the coil is detected, in the temperature detected by the temperature sensor provided on the coil. And a temperature difference generated between a location where the temperature sensor is provided and the switching element of the one arm in a temperature detected by a temperature sensor provided in the vicinity of the one arm. It is characterized by correcting.
In this way, by setting the temperature sensor to a position that generates a large amount of heat and a position that is easy to assemble, the temperature of the hottest part of the switched reluctance motor can be obtained even when the layout of the temperature sensor is limited. Can be accurately detected, and the temperature of the switching element having the highest temperature in the drive circuit can be accurately detected.
請求項1、および請求項2に記載した発明によれば、温度上昇時のスイッチトリラクタンスモータのコイル、および駆動回路に供給可能な最大電流値を決定することができ、両者のうちの何れか低い値を真の電流リミット値とすることで、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の過熱による損傷を防止できる。そして、例えば、この最大電流値を最大出力に対応させることにより、現在の目標出力(要求出力)を発生させる電流値を決定することができる。このため、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の過熱による損傷を防止できると共に、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の温度が上昇しても徐々にモータ出力を低下させていくことが可能になる。よって、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子が過熱による損傷のおそれがある所定の温度に達した場合であっても、何ら前触れなく突然SRモータの駆動が停止することを防止できる。
さらに、通電状態設定手段とパルス幅変調信号生成手段によってコイルに供給される電流値毎の通電タイミングやパルス幅変調信号を最適化することができる。このため、コストを抑えて温度上昇時のモータ出力を最大限得ることが可能になる。
According to the first and second aspects of the invention, the maximum current value that can be supplied to the coil of the switched reluctance motor and the drive circuit when the temperature rises can be determined. By setting the low value as the true current limit value, damage due to overheating of the switched reluctance motor and the switching element can be prevented. For example, by making this maximum current value correspond to the maximum output, the current value for generating the current target output (requested output) can be determined. For this reason, it is possible to prevent damage due to overheating of the switched reluctance motor and the switching element, and it is possible to gradually decrease the motor output even when the temperature of the switched reluctance motor and the switching element rises. Therefore, even if the switched reluctance motor or the switching element reaches a predetermined temperature at which there is a risk of damage due to overheating, it can be prevented that the driving of the SR motor is suddenly stopped without any prior notice.
Furthermore, the energization timing and the pulse width modulation signal for each current value supplied to the coil can be optimized by the energization state setting means and the pulse width modulation signal generation means. For this reason, it becomes possible to obtain the maximum motor output when the temperature rises while suppressing the cost.
請求項3に記載した発明によれば、駆動回路のうちの最も高温になる部位の温度を知ることが可能になると共に、スイッチトリラクタンスモータのうちの最も高温になる部位の温度を知ることが可能になる。また、これらの温度に基づいて真の電流リミット値を設定することができるので、スイッチトリラクタンスモータやスイッチング素子の過熱による損傷を確実に防止できると共に、温度上昇時のモータ出力を確実に最大限得ることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to know the temperature of the highest temperature portion of the drive circuit and to know the temperature of the highest temperature portion of the switched reluctance motor. It becomes possible. In addition, since the true current limit value can be set based on these temperatures, it is possible to reliably prevent damage caused by overheating of the switched reluctance motor and switching elements, and to ensure maximum motor output when the temperature rises. Obtainable.
請求項4に記載した発明によれば、温度センサを発熱量が多い位置、組み付け易い位置に設定することで、温度センサのレイアウトに制約がある場合であっても、スイッチトリラクタンスモータのうちの最も高温になる部位の温度を正確に検出することが可能になると共に、駆動回路のうちの最も高温になるスイッチング素子の温度を正確に検出することが可能になる。このため、スイッチトリラクタンスモータの特性をより向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, by setting the temperature sensor to a position where the amount of heat generation is large and a position where it can be easily assembled, even if there is a restriction on the layout of the temperature sensor, It becomes possible to accurately detect the temperature of the highest temperature part, and to accurately detect the temperature of the switching element having the highest temperature in the drive circuit. For this reason, the characteristic of a switched reluctance motor can be improved more.
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1に示すように、スイッチトリラクタンスモータ(以下、SRモータという)の制御装置の構成を示す。制御装置1は、例えば、電動カートに用いられるものであって、スイッチトリラクタンスモータ(以下、SRモータという)3に接続される駆動回路4と、駆動回路4の制御を司るドライバユニット5とを含んで構成されている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the configuration of a control device for a switched reluctance motor (hereinafter referred to as SR motor) is shown. The control device 1 is used for an electric cart, for example, and includes a
SRモータ3は、略円筒状のステータ11と、ステータ11の内部に回転可能に配置されたロータ12とを備えている。ステータ11は、略円環状のステータコア13を有している。ステータコア13には、径方向内側に向かってステータ突極14が6箇所突設され、ここに3相(U相、V相、W相)のコイルLu,Lv,Lwが巻装されている。各相のコイルLu,Lv,Lwは、径方向で対向する各1対のステータ突極14に巻線を巻回して形成されている。SRモータ3のうち、発熱源となる各相のコイルLu,Lv,Lwの何れか一箇所(この第一実施形態においては、V相のコイルLv上)には、温度センサ30aが取り付けられている。
ロータ12は、出力軸15と、径方向に突出するロータ突極16とを備えている。出力軸15には、ロータ12の回転角度を検出する回転検出装置であるレゾルバ17が設けられている。
The SR motor 3 includes a substantially
The
各相のコイルLu,Lv,Lwは、巻線の一端部同士が同電位になるようにスター結線されており、結線された一端部と、各相のコイルLu,Lv,Lwの巻線のそれぞれの他端部の合計4箇所が駆動回路4に電気的に接続されている。巻線の他端部と駆動回路4との間には、SRモータ3に供給される各相電流(巻線電流)を検出する電流センサ21がそれぞれ1つずつ設けられている。
The coils Lu, Lv, and Lw of each phase are star-connected so that one end portions of the windings have the same potential, and one end portion of the wire and the windings of the coils Lu, Lv, and Lw of each phase are connected. A total of four locations at the other end of each are electrically connected to the
駆動回路4は、例えばパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータであって、電源であるバッテリ31に平滑用のコンデンサ32と、スイッチング素子を配列した4つのアーム41,42,43,44とが並列に接続された構成を有する。
第1のアーム41は、直列接続された2つのスイッチング素子NH,NLの間に各相のコイルLu,Lv,Lwの一端部、つまりスター結線の中性点46が接続されている。第2のアーム42は、直列接続された2つのスイッチング素子2H,2Lの間にU相のコイルLuの他端部が接続されている。
The
In the
第3のアーム43は、直列接続された2つのスイッチング素子3H,3Lの間にV相のコイルLvの他端部が接続されている。第4のアーム44は、直列接続された2つのスイッチング素子4H,4Lの間にW相のコイルLwの他端部が接続されている。これら4つのアーム41,42,43,44のうち、中性点46が接続されている第1のアーム41の近傍に、温度センサ30bが取り付けられている。
より具体的には、スイッチング素子NH、およびスイッチング素子NLの冷却のためにスイッチング素子NH、およびスイッチング素子NLに接続されたヒートシンクのスイッチング素子NH、およびスイッチング素子NLに近接した位置に、温度センサ30bが取り付けられている。
In the
More specifically, the
なお、温度センサ30bの取り付け位置は、上述の位置の限定されないことは言うまでもなく、温度センサ30bは、スイッチング素子NH、およびスイッチング素子NLに近接する位置に配置されればよい。例えば、スイッチング素子NH、またはスイッチング素子NLのいずれか一方の表面に、直接温度センサ30bを取り付けてもよい。また、スイッチング素子NH、およびスイッチング素子NLの表面のそれぞれに、二つのセンサから構成される温度センサ30bのそれぞれを直接取り付けてもよい。
また、各温度センサ30a,30bは、例えば、サーミスタ(Thermistor)などの感温抵抗で構成されており、温度変化に応じて抵抗値が変化するようになっている。また、各スイッチング素子NH,NL,2H〜4Lは、FET(Field Effect Transistor;電界効果型トランジスタ)等のトランジスタと、FET(トランジスタ)のドレイン−ソース間の逆流を防止するダイオードをバッテリ31に対して並列に接続した構成を有する。
Needless to say, the mounting position of the
Each
高電位側に配置されている各トランジスタNH,2H,3H,4Hのドレインはバッテリ31の正極側端子に接続されている。低電位側に配置されたトランジスタNL,2L,3L,Lのソースはバッテリ31の負極側端子に接続されている。各トランジスタNH,NL,2H〜4Lのゲートには、ドライバユニット5が接続されている。
The drains of the transistors NH, 2H, 3H, and 4H arranged on the high potential side are connected to the positive terminal of the
ドライバユニット5は、例えば、モータ過熱保護部47と、駆動回路過熱保護部48と、電流リミット値設定手段としての電流リミット決定部49と、目標出力設定手段としての電流指令値演算部50と、電流指令値生成手段としての電流指令値決定部51と、回転位置検出手段としての位置検出部52と、回転速度検出手段としての回転速度演算部53と、マップ選択部56と、通電状態設定手段としての制御マップ記憶部57と、通電タイミング出力手段としての通電タイミング出力部61と、電流検出手段としての電流検出部62と、パルス幅変調信号生成手段としての電流制御部63と、パルス幅変調信号出力手段としてのPWM信号出力部64とを備えて構成されている。
The
モータ過熱保護部47は、V相のコイルLv上に取り付けられている温度センサ30aにより検出された巻線温度に基づいて、SRモータ3の各相のコイルLu,Lv,Lw、および駆動回路4に供給可能な電流リミット値(モータ電流リミット値)を設定するものである。モータ過熱保護部47は、温度センサ30aの抵抗値の変化に基づいてV相のコイルLvの巻線温度を検出するコイル温度検出部47aと、V相のコイルLvの巻線温度に対する電流のリミット値を設定するコイル温度リミット設定部47bと、これらコイル温度検出部47aにより検出された巻線温度、およびコイル温度リミット設定部47bにより設定された電流リミット値に基づいて各相のコイルLu,Lv,Lwや駆動回路4に供給可能な電流リミット値を演算する電流リミット演算部47cとから構成されている。
The motor
コイル温度検出部47aで検出されたV相のコイルLvの巻線温度は、コイルLu,Lv,Lw全体の巻線温度とされている。
また、温度センサ30aの検出結果に補正を行うことも可能である。すなわち、例えば、この第一実施形態では、V相のコイルLv上に温度センサ30aを取り付け、これを全てのコイルLu,Lv,Lwの温度としているが、通常、コイルLu,Lv,Lwの巻線温度が最大となる箇所は巻回されているコイルLu,Lv,Lwの内部にある。このため、実際に各相のコイルLu,Lv,Lwの巻線温度が最大となる箇所に温度センサ30aを取り付けるのが困難であるので、温度センサ30aをその最大温度となる箇所から離れた箇所に取り付ける必要がある。この場合、コイル温度検出部47aでは、各相のコイルLu,Lv,Lwの正確な巻線温度を検出することが困難になり、結果的にSRモータ3の過熱保護を行い難くなるおそれがある。そこで、コイルLu,Lv,Lwの巻線温度が最大となる箇所から実際に温度センサ30aを取り付ける位置に至るまでの巻線温度の低下を補正することで、コイル温度検出部47aによって正確な巻線温度を検出することが可能になる。
The winding temperature of the V-phase coil Lv detected by the coil
It is also possible to correct the detection result of the
図2に、コイル温度リミット設定部47bによる電流のリミット値の設定例を示す。
同図は、縦軸を電流値(A)とし、横軸を巻線温度(℃)とした場合のコイルLu,Lv,Lwの巻線温度に対する電流リミット値の設定例を示すグラフである。
同図において、破線で示す65はコイルLu,Lv,Lwの許容限界ラインを示したものであって、例えば、最大許容電流値は75(A)に設定されている。そして、コイルLu,Lv,Lwの巻線温度が例えば、180℃に達すると徐々に許容電流値が低下し、例えば、220℃に達するとコイルLu,Lv,Lwへの供給電流を遮断、つまり、0(A)にする必要がある。
FIG. 2 shows an example of setting the current limit value by the coil temperature
This graph is a graph showing an example of setting current limit values for the coil temperatures of the coils Lu, Lv, and Lw when the vertical axis is the current value (A) and the horizontal axis is the winding temperature (° C.).
In the figure, 65 indicated by a broken line indicates an allowable limit line of the coils Lu, Lv, and Lw. For example, the maximum allowable current value is set to 75 (A). When the winding temperature of the coils Lu, Lv, and Lw reaches, for example, 180 ° C., the allowable current value gradually decreases. For example, when the winding temperature reaches 220 ° C., the supply current to the coils Lu, Lv, and Lw is cut off. , 0 (A) must be set.
そこで、コイル温度リミット設定部47bでは、安全率を考慮して例えば、最大許容電流値は75(A)に設定するものの、コイルLu,Lv,Lwの巻線温度が例えば、160℃に達すると徐々に許容電流値を低下させ、例えば、200℃に達すると許容電流値が0(A)となるように設定してある(図2における実線参照)。すなわち、コイル温度リミット設定部47bでは、2つの温度設定値66a(例えば、160℃),66b(例えば、200℃)を設け、温度設定値66aに達すると電流リミット値を制限し始め、温度設定値66bに達すると供給電流を遮断するように設定されている。
図1に示すように、電流リミット演算部47cは、コイル温度検出部47aから入力される巻線温度データに基づいて、コイル温度リミット設定部47bによって決定された電流リミット値を電流リミット決定部49に出力している。
Therefore, in the coil temperature
As shown in FIG. 1, the current
駆動回路過熱保護部48は、第1のアーム41の近傍に取り付けられている温度センサ30bにより検出された温度に基づいてSRモータ3の各相のコイルLu,Lv,Lw、および駆動回路4に供給可能な電流リミット値(駆動回路電流リミット値)を設定するものである。駆動回路過熱保護部48は、温度センサ30bの抵抗値の変化に基づいて第1のアーム41を構成するスイッチング素子NH,NLの素子温度を検出する回路温度検出部48aと、スイッチング素子NH,NLの素子温度に対する電流のリミット値を設定する回路温度リミット設定部48bと、これら回路温度検出部48aにより検出された素子温度、および回路温度リミット設定部48bにより設定された電流リミット値に基づいて駆動回路4に供給可能な電流リミット値を演算する電流リミット演算部48cとから構成されている。
回路温度検出部48aは、コイル温度検出部47aと同様に、温度センサ30bの検出結果に補正を行うことが可能である。
The drive circuit
Similarly to the coil
図3に、回路温度リミット設定部48bによる電流リミット値の設定例を示す。
同図は、縦軸を電流値(A)とし、横軸を素子温度(℃)とした場合のスイッチング素子NH,NLの素子温度に対する電流リミット値の設定例を示すグラフである。
同図において、67はスイッチング素子NH〜4Lの許容限界ラインを示したものであって、例えば、最大許容電流値は約105(A)に設定されている。そして、スイッチング素子NH〜4Lの素子温度が例えば、約113℃に達すると徐々に許容電流値が低下し、例えば、175℃に達するとスイッチング素子NH〜4Lへの供給電流を遮断、つまり、0(A)にする必要がある。
FIG. 3 shows an example of setting the current limit value by the circuit temperature
This graph is a graph showing an example of setting current limit values for the element temperatures of the switching elements NH and NL, where the vertical axis is the current value (A) and the horizontal axis is the element temperature (° C.).
In the figure,
そこで、回路温度リミット設定部48bでは、安全率を考慮して例えば、最大許容電流値を約78(A)に設定すると共に、スイッチング素子NH,NLの素子温度が例えば約96℃に達すると徐々に許容電流値を低下させ、例えば、約120℃に達すると許容電流値が0(A)となるように設定してある。すなわち、回路温度リミット設定部48bでは、2つの温度設定値68a(例えば、96℃),68b(例えば、120℃)を設け、温度設定値68aに達すると電流リミット値を制限し始め、温度設定値68bに達すると供給電流を遮断するように設定されている。
図1に示すように、電流リミット演算部48cは、回路温度検出部48aから入力される素子温度データに基づいて、回路温度リミット設定部48bによって決定された電流リミット値を電流リミット決定部49に出力している。
Therefore, the circuit temperature
As shown in FIG. 1, the current
電流リミット決定部49は、モータ過熱保護部47の電流リミット演算部47cから入力される電流リミット値と、駆動回路過熱保護部48の電流リミット演算部48cから入力される電流リミット値を比較する。この比較結果に基づいて、何れか低い値を真の電流リミット値として設定し、この電流リミット値を電流指令値決定部51に出力している。
The current
電流指令値演算部50は、例えば、運転者のアクセル操作に係るアクセル開度を検出するアクセルペダル開度センサ等の検出結果に応じたアクセル操作信号からSRモータ3の目標出力を設定し、この目標出力をアクセル開度信号として電流指令値決定部51に出力している。
電流指令値決定部51は、電流リミット決定部49から入力される電流リミット値を電流指令値演算部50により設定し得る最大出力に対応させ、現在の目標出力(要求出力)である電流指令値演算部50のアクセル開度に応じた電流指令値を演算している。そして、この電流指令値を電流制御部63、および制御マップ記憶部57に出力している。
The current command
The current command
より詳しく、図4に基づいて説明する。同図は、縦軸を電流リミット値(電流指令値)(A)とし、横軸をアクセル開度(%)とした場合のアクセル開度に対する電流リミット値の変化を示すグラフである。なお、以下の説明において、アクセル操作によるアクセル開度が全閉の場合を0%とし、アクセルを踏み込んで全開(最大要求出力)とした場合を100%とする。
同図に示すように、電流指令値決定部51は、電流リミット決定部49により決定された電流リミット値をアクセル開度が100%であるときの値としている。
This will be described in more detail with reference to FIG. The graph is a graph showing changes in the current limit value relative to the accelerator opening when the vertical axis is the current limit value (current command value) (A) and the horizontal axis is the accelerator opening (%). In the following description, the case where the accelerator opening by the accelerator operation is fully closed is 0%, and the case where the accelerator is fully opened (maximum required output) is 100%.
As shown in the figure, the current command
そして、電流リミット値にアクセル開度の度合い(%)を乗じた値を電流指令値としている。このようにすることで、電流リミット値が低下した場合であってもアクセル開度が0%から100%に至るまでの電流指令値の傾斜勾配を変化させることができる(図4における破線、および実線参照)。すなわち、従来のように、電流リミット値が低下することによって運転者がアクセル操作を行っても(アクセルを踏み込んでも)何ら電流指令値が変化しなくなってしまう不感帯域(図4におけるA部参照)を形成することがない。このため、電流リミット値に応じてアクセル開度に基づく電流指令値を細かく制御することが可能になっている。 A value obtained by multiplying the current limit value by the degree (%) of the accelerator opening is used as the current command value. By doing in this way, even if it is a case where a current limit value falls, the inclination gradient of the current command value until the accelerator opening degree reaches from 0% to 100% can be changed (the broken line in FIG. 4 and (See solid line). That is, the dead zone where the current command value does not change at all even if the driver performs the accelerator operation (depressing the accelerator) as the current limit value decreases as in the conventional case (see section A in FIG. 4). Will not form. For this reason, it is possible to finely control the current command value based on the accelerator opening in accordance with the current limit value.
図1に示すように、位置検出部52は、レゾルバ17から出力される検出信号に基づき、ロータ12の回転位置、つまり所定の基準回転位置からのロータ12の回転角度を検出し、この回転位置を回転速度演算部53および通電タイミング出力部61に出力する。回転速度演算部53は、位置検出部52により検出されるロータ12の回転位置に基づき算出したロータ12の回転数(回転速度)を制御マップ記憶部57に出力する。
As shown in FIG. 1, the
マップ選択部56は、例えば、外部の制御装置等から出力される所定のマップ切換信号に応じて、制御マップ記憶部57に記憶されている複数の進角マップ57aおよび通電角マップ57bの中から、適宜の進角マップ57aおよび通電角マップ57bを選択することを指示する指令信号を制御マップ記憶部57に出力する。
制御マップ記憶部57は、電流指令値決定部51から入力される電流指令値、および回転速度演算部53から入力される回転数と、マップ選択部56から入力される指令信号とに基づき、進角および通電角をマップ検索して、通電タイミング出力部61に出力する。
The
The control
なお、進角マップ57aは、SRモータ3の各相のコイルLu,Lv,Lwに対する通電開始位相および通電終了位相を各相のインダクタンス変化に応じた所定位相(例えば、インダクタンスの増大開始位相および減少開始位相等)から進角側に変更するための進角と、目標出力に応じた電流指令値と回転数との所定の対応関係を示すマップであって、例えば図5に示すように、目標出力に応じた電流指令値と回転数との増大に伴い、進角は増大傾向に変化し、例えば進角は電流指令値(つまり目標出力)に比例している。
The
また、通電角マップ57bは、各相のコイルLu,Lv,Lwに対する通電角(例えば、電気角120°以上の値等)と、目標出力に応じた電流指令値と回転数との所定の対応関係を示すマップであって、例えば、図6に示すように、目標出力に応じた電流指令値と回転数との増大に伴い、通電角は増大傾向に変化し、例えば、通電角は電流指令値に比例している。
The
通電タイミング出力部61は、位置検出部52から入力されるロータ12の回転位置と、制御マップ記憶部57から入力される進角および通電角に基づき、駆動回路4の第2〜第4のアーム42〜44のスイッチング素子2H〜4Lのオン/オフ状態を制御するパルスからなる各ゲート信号を生成し、各スイッチング素子2H〜4Lのトランジスタのゲートに出力すると共に、進角および通電角をPWM信号出力部64に出力する。各スイッチング素子2H〜4Lに出力されるゲート信号は、例えば、進角および通電角に応じた通電区間において、オンデューティが所定値(例えば、100%)とされている。
電流検出部62は、例えば、各電流センサ21から出力される各相電流(巻線電流)の検出信号に基づき、SRモータ3に通電されている巻線電流を検出し、この巻線電流の検出値を電流制御部63に出力する。
The energization
The
電流制御部63は、SRモータ3に通電されている巻線電流のフィードバック制御を行うものであり、例えば、電流フィードバック処理部63aと、PWMDUTY演算部63bとを備えて構成され、電流指令値決定部51から入力される電流指令値と、電流検出部62から入力される巻線電流の検出値との偏差がゼロとなるように制御を行う。
The
電流フィードバック処理部63aは、例えばPI(比例積分)動作により、相毎の電流指令値と巻線電流の検出値との偏差を制御増幅して、巻線電圧に対する電圧指令値を算出する。
PWMDUTY演算部63bは、電流フィードバック処理部63aにより算出された電圧指令値に応じて、駆動回路4の第1のアーム41のスイッチング素子NH,NLのオン/オフ状態を制御するパルスからなる各ゲート信号のデューティを算出する。
例えば、PWMDUTY演算部63bは、電圧指令値と、三角波等のキャリア信号とに基づくパルス幅変調により、各ゲート信号(つまり、PWM信号)を生成し、各ゲート信号のデューティつまりオン/オフ状態の比率を算出する。そして、各ゲート信号およびデューティをPWM信号出力部64に出力する。
The current
The PWM
For example, the
PWM信号出力部64は、通電タイミング出力部61から入力される進角および通電角に基づき、電流制御部63から入力される各スイッチング素子NH,NLのオン/オフ状態を制御するパルスからなる各ゲート信号を、スイッチング素子NH,NLのトランジスタのゲートに出力する。ゲート信号は、例えば進角および通電角に応じた通電区間において、オンデューティがPWMDuty演算部63bにより算出された値(つまり、電圧指令値に応じた値)とされている。
The PWM
次に、図7(a)、図7(b)、図7(c)に基づいて駆動回路4の通電状態について説明する。
図7(a)に示すように、例えば、V相のコイルLvに巻線電流を供給する場合、第1のアーム41の高電位側のスイッチング素子NHがオン(開)になって、低電位側のスイッチング素子NLがオフ(閉)になる。一方、第2〜第4のアーム42〜44では、第3のアーム43の低電位側のスイッチング素子3Lのみがオンになって、残りのスイッチング素子は全てオフになる。すると、スイッチング素子NHからバッテリ31の低電位側に向かって巻線電流がコイルLvを通り、スイッチング素子3Lへと流れていく。
Next, the energization state of the
As shown in FIG. 7A, for example, when a winding current is supplied to the V-phase coil Lv, the switching element NH on the high potential side of the
また、図7(b)に示すように、例えば、W相のコイルLwに巻線電流を供給する場合、第1のアーム41の高電位側のスイッチング素子NHがオン(開)になって、低電位側のスイッチング素子NLがオフ(閉)になる。一方、第2〜第4のアーム42〜44では、第4のアーム44の低電位側のスイッチング素子4Lのみがオンになって、残りのスイッチング素子は全てオフになる。すると、スイッチング素子NHからバッテリ31の低電位側に向かって巻線電流がコイルLwを通り、スイッチング素子4Lへと流れていく。
Further, as shown in FIG. 7B, for example, when supplying a winding current to the W-phase coil Lw, the switching element NH on the high potential side of the
さらに、これらとは逆向きの巻線電流を例えば、V相のコイルLvに供給する場合、図7(c)に示すように、第1のアーム41の低電位側のスイッチング素子NLがオン(開)になって、高電位側のスイッチング素子NHがオフ(閉)になる。一方、第2〜第4のアーム42〜44では、第3のアーム43の高電位側のスイッチング素子3Hのみがオンになって、残りのスイッチング素子は全てオフになる。すると、スイッチング素子3Hからバッテリ31の低電位側に向かって巻線電流がコイルLvを通り、スイッチング素子NLへと流れていく。
Furthermore, when supplying a winding current in the opposite direction to the V-phase coil Lv, for example, as shown in FIG. 7C, the switching element NL on the low potential side of the
このように、各スイッチング素子NH〜4Lを順次切り換えることによって、バッテリ31から供給される直流電流を3相交流電流に変換し、各相のコイルLu,Lv,Lwに交流のU相電流,V相電流,W相電流を供給する。
ここで、図7(a)、図7(b)、図7(c)に示すように、各相のコイルLu、Lv,Lwに電流を供給する場合、第1のアーム41に常時巻線電流が流れるので、各スイッチングNH〜4Lのうち、第1のアーム41のスイッチング素子NH,NLが最も素子温度が上昇しやすくなる。このため、この第1のアーム41の近傍(第1のアーム41上)であってスイッチング素子NHとスイッチング素子NLとの間に温度センサ30bを取り付けることで、最も温度が上昇しているスイッチング素子の素子温度を検出することが可能になる。
In this way, by sequentially switching each of the switching elements NH to 4L, the DC current supplied from the
Here, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, when current is supplied to the coils Lu, Lv, and Lw of each phase, the
したがって、上述の第一実施形態によれば、SRモータ3に取り付けた温度センサ30aによって検出された巻線温度、および駆動回路4に取り付けた温度センサ30bによって検出された素子温度に基づいて各過熱保護部47,48、および電流リミット決定部49によって温度上昇時におけるSRモータ3や駆動回路4の損傷を防止できる最大限の電流リミット値を決定できる。
また、電流指令値決定部51において、電流リミット決定部49によって決定された電流リミット値を電流指令値演算部50により設定し得る最大出力に対応させ、電流リミット値にアクセル開度の度合い(%)を乗じた値を電流指令値としている。このため、アクセル操作の不感帯域(図4におけるA部参照)を形成することなく、電流リミット値に応じてアクセル開度に基づく電流指令値を細かく制御することが可能になる。よって、SRモータ3やスイッチング素子NH〜4Lが過熱による損傷のおそれがある所定の温度に達した場合であっても、何ら前触れなく突然SRモータ3の駆動が停止することが防止できると共に、良好なアクセル操作性を常時確保することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, each overheating is based on the winding temperature detected by the
Further, in the current command
さらに、制御マップ記憶部57によって、SRモータ3の駆動状態に応じて巻線電流の最適な進角、および通電角を通電タイミング出力部61に出力することができると共に、電流制御部63とによって、電流指令値決定部51から入力される電流指令値と、電流検出部62から入力される巻線電流の検出値との偏差がゼロとなるように制御を行うことができる。このため、電流指令値および回転数に応じた進角および通電角によってSRモータ3の各相に対する通電を行うと共に、電流指令値に基づき巻線電流のフィードバック制御を行い、従来のように装置構成が複雑化したり容量の大きな素子を選定したりしてコストが増大することを抑制しつつ温度上昇時のモータ出力を最大限得ることが可能になる。
そして、駆動回路4を4つのアーム41〜44で構成したので、スイッチング素子の数を8つとすることができると共に、SRモータ3に接続する駆動回路4の配線を4本にすることができる。このため、駆動回路4の低コスト化を図ることが可能になる。
Furthermore, the control
And since the
また、温度センサ30aを発熱源となる各相のコイルLu,Lv,Lwのうち、例えば、V相のコイルLv上に取り付けると共に、温度センサ30bを第1のアーム41のスイッチング素子NHとスイッチング素子NLとの間に温度センサ30bを取り付けることで、つまり、各温度センサ30a,30bを発熱量が多い位置、組み付け易い位置に設定することで、SRモータ3のうち、最も高温になる部位の巻線温度を検出することができると共に、駆動回路4のうち、最も高温になる部位の素子温度を検出することができる。このため、確実にSRモータ3やスイッチング素子NH〜4Lの過熱による損傷を防止できると共に、より確実に温度上昇時のモータ出力を最大限得ることが可能になる。
The
これに加え、コイルLu,Lv,Lwの巻線温度が真に最も高温になる位置、およびスイッチング素子NH,NLの素子温度が真に最も高温になる位置から実際に各温度センサ30a,30bを設置する位置に至るまでの温度低下を補正することで、より正確な巻線温度、素子温度を検出することが可能になる。このため、各温度センサ30a,30bのレイアウトに制約がある場合であっても、知りたい箇所の温度を正確に検出することができると共に、SRモータ3の特性を向上させることができる。
In addition to this, each
次に、この発明の第二実施形態を図7(a)、図7(b)、図7(c)を援用し、図8に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態でも同様)。
この第二実施形態において、制御装置70は、SRモータ3に接続される駆動回路71と、駆動回路71の制御を司るドライバユニット72とを含んで構成されている点、駆動回路71は電源であるバッテリ31に平滑用のコンデンサ32と、スイッチング素子を配列した4つのアーム41,42,43,44とが並列に接続されて構成されている点、SRモータ3のうち、発熱源となる各相のコイルLu,Lv,Lwの何れか一箇所(この第二実施形態においては、V相のコイルLv上)に温度センサ30aが取り付けられている点、4つのアーム41,42,43,44のうち、中性点46が接続されている第1のアーム41の近傍に温度センサ30bが取り付けられている点、ドライバユニット72の基本的構成等は上述の第一実施形態と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 8 with reference to FIGS. 7 (a), 7 (b), and 7 (c). In addition, the same aspect as 1st embodiment is attached | subjected and demonstrated (it is the same also in the following embodiment).
In the second embodiment, the
ここで、第二実施形態では、ドライバユニット72は、第1のアーム41のスイッチング素子NH,NLをオン/オフ制御し、第2〜第4のアーム42〜44のスイッチング素子2H〜4LをPWM制御するように構成されている。
このため、通電タイミング出力部61は、第1のアーム41のスイッチング素子NH,NLのゲートに接続されている。また、PWM信号出力部64は、第2〜第4のアーム42〜44のスイッチング素子2H〜4Lの各ゲートに接続されている。
Here, in the second embodiment, the
For this reason, the energization
この制御装置70における基本的な駆動回路4の通電状態は、図7(a)、図7(b)、図7(c)と同様である。
すなわち、例えば、V相のコイルLvに巻線電流を供給する場合、図7(a)に示すように、第1のアーム41の高電位側のスイッチング素子NHがオンになると共に、PWM制御によってスイッチング素子3LがオンになることでV相のコイルLvに電流が流れる。
図7(b)に示すように、W相のコイルLwに巻線電流を供給する場合、第1のアーム41の高電位側のスイッチング素子NHがオンになると共に、PWM制御によってスイッチング素子4LがオンになることでW相のコイルLwに電流が流れる。
図7(c)に示すように、V相のコイルLvに図7(a)とは逆向きの電流を流す場合、第1のアーム41の低電位側のスイッチング素子NLをオンにすると共に、PWM制御によってスイッチング素子3Hをオンにする。
The basic energization state of the
That is, for example, when supplying a winding current to the V-phase coil Lv, the switching element NH on the high potential side of the
As shown in FIG. 7B, when supplying a winding current to the W-phase coil Lw, the switching element NH on the high potential side of the
As shown in FIG. 7C, when a current in the direction opposite to that in FIG. 7A is passed through the V-phase coil Lv, the switching element NL on the low potential side of the
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、第2〜第4のアーム42〜44のスイッチング素子2H〜4LをPWM制御することで、スイッチング素子の開閉制御の頻度を分散させ、スイッチングロスを分散させることにより、冷却効果を向上させることができる。また、通電タイミング出力部61に接続されたスイッチング素子に安価なものを使用することが可能になる。
Therefore, according to the second embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, the
次に、この発明の第三実施形態を図9に基づいて説明する。
この第三実施形態において、制御装置80は、SRモータ3に接続される駆動回路81と、駆動回路81の制御を司るドライバユニット82とを含んで構成されている点、ドライバユニット82の基本的構成等は上述の第一実施形態と同様である。
ここで、第三実施形態の駆動回路81は、FET等のトランジスタを有するスイッチング素子、およびダイオードから成るスイッチング回路83と、平滑用のコンデンサ32とを備えて構成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the
Here, the
スイッチング回路83は、相毎にハイ側スイッチング素子UH,VH,WHとロー側ダイオードDUL,DVL,DWLとがバッテリ31に対して直列に接続されたハイ側アーム、および、相毎にロー側スイッチング素子UL,VL,WLとハイ側ダイオードDUH,DVH,DWHとがバッテリ31に対して直列に接続されたロー側アームを備えて構成されている。
ハイ側アームにおいて、各ハイ側スイッチング素子UH,VH,WHのドレインはバッテリ31の正極側端子に接続され、ロー側ダイオードDUL,DVL,DWLはバッテリ31の負極側端子から各ハイ側スイッチング素子UH,VH,WHのソースに向けて順方向とされている。
The switching
In the high-side arm, the drains of the high-side switching elements UH, VH, and WH are connected to the positive terminal of the
ロー側アームにおいて、各ロー側スイッチング素子UL,VL,WLのソースはバッテリ31の負極側端子に接続され、ハイ側ダイオードDUH,DVH,DWHは各ロー側スイッチング素子UL,VL,WLのドレインからバッテリ31の正極側端子に向けて順方向とされている。
なお、各スイッチング素子NH,NL,2H〜4Lは、トランジスタとトランジスタのドレイン−ソース間の逆流を防止するダイオードをバッテリ31に対して並列に接続した構成を有する。
In the low side arm, the sources of the low side switching elements UL, VL, WL are connected to the negative side terminal of the
Note that each of the switching elements NH, NL, 2H to 4L has a configuration in which a transistor and a diode that prevents backflow between the drain and source of the transistor are connected in parallel to the
また、各相のコイルLu,Lu、コイルLv,Lv、およびコイルLw,Lwのそれぞれ一端は、各ハイ側スイッチング素子UH,VH,WHのソースに接続され、各他端は各ロー側スイッチング素子UL,VL,WLのドレインに接続されている。
さらに、各ハイ側スイッチング素子UH,VH,WHのゲートには、PWM信号出力部64が接続されていると共に、各ロー側スイッチング素子UL,VL,WLのゲートには、通電タイミング出力部61が接続されている。
In addition, one end of each phase coil Lu, Lu, coil Lv, Lv, and coil Lw, Lw is connected to the source of each high-side switching element UH, VH, WH, and the other end is each low-side switching element. It is connected to the drains of UL, VL, WL.
Further, a PWM
各ロー側スイッチング素子UL,VL,WLと、各相のコイルLu,Lv,Lwとの間には、電流センサ21がそれぞれ1つずつ設けられている。
また、SRモータ3のうち、発熱源となる各相のコイルLu,Lv,Lwの何れか一箇所(この第三実施形態においては、W相のコイルLw上)に温度センサ30aが取り付けられていると共に、駆動回路81のうち、スイッチング回路83の略中央に温度センサ30bが取り付けられている。
One
In the SR motor 3, a
このように構成された駆動回路81のスイッチング回路83は、SRモータ3の駆動時等において、ドライバユニット82の通電タイミング出力部61、およびPWM信号出力部64から入力されるゲート信号に応じて、相毎に各スイッチング素子UH,UL,VH,VL,WH,WLのオン/オフ状態を切り換える。これにより、バッテリ31から供給される直流電流は3相交流電流に変換され、各相のコイルLu,Lv,Lwに交流のU相電流,V相電流,W相電流を供給する。
したがって、上述の第三実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
The switching
Therefore, according to the above-described third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、SRモータ3は、3相(U相、V相、W相)のコイルLu,Lv,Lwが巻装されているものであって、各相のコイルLu,Lv,Lwは、径方向で対向する各1対のステータ突極14に巻線を巻回して形成されている場合について説明した。しかしながら、コイルの数や相数はこれに限られるものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the SR motor 3 is wound with three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils Lu, Lv, Lw, and the coils Lu, Lv of each phase. , Lw have been described for the case where the pair of stator
さらに、上述の第一実施形態、および第二実施形態では、駆動回路4,71をそれぞれ4つのアーム41〜44で構成した場合について説明したが、アームの本数はこれに限られるものではない。
そして、上述の実施形態では、SRモータ3の各相のコイルLu,Lv,Lw上の何れか1箇所に温度センサ30aを取り付け、駆動回路4,71,81に温度センサ30bを取り付けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、SRモータ3、または駆動回路4,71,81の何れか一方のみに温度センサを設けてもよい。
Furthermore, in the first embodiment and the second embodiment described above, the case where each of the
And in the above-mentioned embodiment, about the case where the
1, 70,80 制御装置
3 スイッチトリラクタンスモータ
4,71,81 駆動回路
5,72,82 ドライバユニット
11 ステータ
12 ロータ
14 ステータ突極
16 ロータ突極
21 電流センサ
30a,30b 温度センサ
31 バッテリ(電源)
41 第1のアーム(アーム)
42 第2のアーム(アーム)
43 第3のアーム(アーム)
44 第4のアーム(アーム)
46 中性点
47 モータ過熱保護部
47a コイル温度検出部
47b コイル温度リミット設定部
47c 電流リミット演算部(モータリミット値設定手段)
48 駆動回路過熱保護部
48a 回路温度検出部
48b 回路温度リミット設定部
48c 電流リミット演算部(駆動回路リミット値設定手段)
49 電流リミット決定部(電流リミット値設定手段)
50 電流指令値演算部(目標出力設定手段)
51 電流指令値決定部(電流指令値生成手段)
52 位置検出部(回転位置検出手段)
53 回転速度演算部(回転速度検出手段)
57 制御マップ記憶部(通電状態設定手段)
57a 進角マップ
57b 通電角マップ
61 通電タイミング出力部(通電タイミング出力手段)
62 電流検出部(電流検出手段)
63 電流制御部(パルス幅変調信号生成手段)
64 PWM信号出力部(パルス幅変調信号出力手段)
83 スイッチング回路
Lu,Lv,Lw コイル
NH,NL,2H〜4L スイッチング素子
UH,VH,WH ハイ側スイッチング素子
UL,VL,WL ロー側スイッチング素子
DUH,DVH,DWH ハイ側ダイオード
DUL,DVL,DWL ロー側ダイオード
1, 70, 80 Control device 3 Switched
41 First arm (arm)
42 Second arm (arm)
43 Third arm (arm)
44 Fourth arm (arm)
46
48 drive circuit
49 Current limit determination unit (current limit value setting means)
50 Current command value calculation unit (target output setting means)
51 Current command value determining unit (current command value generating means)
52 Position detection unit (rotation position detection means)
53 Rotational speed calculation unit (rotational speed detection means)
57 Control map storage unit (energization state setting means)
57a
62 Current detection unit (current detection means)
63 Current controller (pulse width modulation signal generating means)
64 PWM signal output section (pulse width modulation signal output means)
83 Switching circuit Lu, Lv, Lw Coil NH, NL, 2H to 4L Switching element UH, VH, WH High side switching element UL, VL, WL Low side switching element DUH, DVH, DWH High side diode DUL, DVL, DWL Low Side diode
Claims (4)
電源から前記複数のコイルへの電流供給ラインを複数のスイッチング素子を用いて切り換え、前記複数のコイルの通電状態を制御する駆動回路と、
前記スイッチトリラクタンスモータ、および前記駆動回路にそれぞれ設けられた複数の温度センサと、
前記スイッチトリラクタンスモータに設けられた温度センサにより検出された温度に基づいて前記スイッチトリラクタンスモータに供給可能なモータ電流リミット値を設定するモータリミット値設定手段と、
前記駆動回路に設けられた温度センサにより検出された温度に基づいて前記駆動回路に供給可能な駆動回路電流リミット値を設定する駆動回路リミット値設定手段と、
前記モータリミット値設定手段により設定されたモータ電流リミット値、または前記駆動回路リミット値設定手段により設定された前記駆動回路電流リミット値のうち何れか低い値を真の電流リミット値として設定する電流リミット値設定手段と、
前記スイッチトリラクタンスモータの目標出力を設定する目標出力設定手段と、
前記電流リミット値設定手段により設定された前記真の電流リミット値を前記目標出力設定手段により設定された前記目標出力の最大出力に対応させた場合に、前記目標出力に基づいて電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、
前記ロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置に基づいて前記ロータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記電流指令値生成手段により生成された前記電流指令値、および前記回転速度検出手段により検出された前記回転速度に応じて、前記スイッチトリラクタンスモータの通電に対する通電角および進角を設定する通電状態設定手段と、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置、および前記通電状態設定手段により設定された前記通電角と前記進角とに基づいて前記スイッチトリラクタンスモータへの通電タイミング信号を出力する通電タイミング出力手段と、
前記スイッチトリラクタンスモータに通電される電流を電流検出値として検出する電流検出手段と、
前記電流指令値生成手段により生成された前記電流指令値と前記電流検出手段により検出された前記電流検出値との偏差に基づき、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成手段と、
前記通電タイミング出力手段により出力された前記通電タイミング信号に基づき、前記パルス幅変調信号生成手段により生成された前記パルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力手段とを備え、
前記モータリミット値設定手段に、前記モータ電流リミット値を下げ始める第一モータ温度と、前記モータ電流リミット値を0アンペアとする第二モータ温度とを予め設定すると共に、
前記駆動回路リミット値設定手段に、前記駆動回路電流リミット値を下げ始める第一駆動回路温度と、前記駆動回路電流リミット値を0アンペアとする第二駆動回路温度とを予め設定し、
前記駆動回路は、前記通電タイミング出力手段により出力された前記通電タイミング信号、および前記パルス幅変調信号出力手段により出力された前記パルス幅変調信号に応じて、前記複数のコイルへの通電状態を順次切り換えることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 A switched reluctance motor having a rotor formed with a rotor salient pole and a stator having a stator salient pole formed with a plurality of coils wound around the stator salient pole;
A drive circuit that switches a current supply line from a power source to the plurality of coils using a plurality of switching elements, and controls an energization state of the plurality of coils;
A plurality of temperature sensors respectively provided in the switched reluctance motor and the drive circuit;
Motor limit value setting means for setting a motor current limit value that can be supplied to the switched reluctance motor based on a temperature detected by a temperature sensor provided in the switched reluctance motor;
Drive circuit limit value setting means for setting a drive circuit current limit value that can be supplied to the drive circuit based on a temperature detected by a temperature sensor provided in the drive circuit;
A current limit that sets the lower value of the motor current limit value set by the motor limit value setting means or the drive circuit current limit value set by the drive circuit limit value setting means as a true current limit value Value setting means,
Target output setting means for setting a target output of the switched reluctance motor;
Generates a current command value based on the target output when the true current limit value set by the current limit value setting means corresponds to the maximum output of the target output set by the target output setting means Current command value generating means for performing,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor;
A rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the rotor based on the rotational position detected by the rotational position detecting means;
An energization state for setting an energization angle and an advance angle for energization of the switched reluctance motor according to the current command value generated by the current command value generation unit and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit Setting means;
An energization timing output that outputs an energization timing signal to the switched reluctance motor based on the rotation position detected by the rotation position detection unit and the energization angle and the advance angle set by the energization state setting unit Means,
Current detection means for detecting a current supplied to the switched reluctance motor as a current detection value;
A pulse width modulation signal generation means for generating a pulse width modulation signal based on a deviation between the current command value generated by the current command value generation means and the current detection value detected by the current detection means;
A pulse width modulation signal output means for outputting the pulse width modulation signal generated by the pulse width modulation signal generation means based on the energization timing signal output by the energization timing output means;
In the motor limit value setting means, a first motor temperature at which the motor current limit value starts to decrease and a second motor temperature at which the motor current limit value is set to 0 amperes are set in advance,
In the drive circuit limit value setting means, a first drive circuit temperature at which the drive circuit current limit value starts to be lowered and a second drive circuit temperature at which the drive circuit current limit value is set to 0 amperes are set in advance.
The drive circuit sequentially turns on the plurality of coils according to the energization timing signal output from the energization timing output means and the pulse width modulation signal output from the pulse width modulation signal output means. Switched reluctance motor control device characterized by switching.
前記駆動回路は、それぞれ2つの前記スイッチング素子を直列に接続された複数のアームを前記電源に対して並列に接続して構成し、
前記複数のアームのうちの1つのアームであって前記2つのスイッチング素子の間に前記中性点を接続し、
前記複数のアームのうちの他のアームであって前記2つのスイッチング素子の間に前記複数のコイルの他端部をそれぞれ1つずつ接続し、
前記中性点が接続されている前記1つのアーム、または前記複数のコイルの他端部がそれぞれ接続されている前記他のアームの何れか一方を前記通電タイミング出力手段に接続し、他方を前記パルス幅変調信号出力手段に接続したことを特徴とする請求項1に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 Connecting one end of the plurality of coils to form a neutral point;
The drive circuit is configured by connecting a plurality of arms each having two switching elements connected in series to each other in parallel to the power source,
One of the plurality of arms and connecting the neutral point between the two switching elements;
The other arm of the plurality of arms, and connecting the other ends of the plurality of coils one by one between the two switching elements,
One of the one arm to which the neutral point is connected or the other arm to which the other ends of the plurality of coils are connected is connected to the energization timing output means, and the other is 2. The switched reluctance motor control device according to claim 1, wherein the control device is connected to a pulse width modulation signal output means.
前記1つのアームの近傍に設けられた温度センサにより検出された温度に、この温度センサが設けられている箇所と前記1つのアームの前記スイッチング素子との間に生じる温度差を補正することを特徴とする請求項3に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
While correcting the temperature difference generated between the location where the temperature sensor is provided and the location where the maximum temperature of the coil is detected, the temperature detected by the temperature sensor provided on the coil,
A temperature detected by a temperature sensor provided in the vicinity of the one arm is corrected for a temperature difference generated between a location where the temperature sensor is provided and the switching element of the one arm. The control device for a switched reluctance motor according to claim 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007308887A JP2009136061A (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Control device of switched reluctance motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007308887A JP2009136061A (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Control device of switched reluctance motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009136061A true JP2009136061A (en) | 2009-06-18 |
Family
ID=40867413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007308887A Pending JP2009136061A (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Control device of switched reluctance motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009136061A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2857691A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-08 | Grundfos Holding A/S | Limiting the power of a pump depending on two measured temperatures |
JP2015173516A (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 三菱電機株式会社 | Motor controller |
JP2016043789A (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社アドヴィックス | Operation characteristic adjusting device for vehicle |
US10164625B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor switching element driver circuit with operation based on temperature |
CN111756293A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 日本电产东测株式会社 | Motor control device |
CN113965136A (en) * | 2021-10-27 | 2022-01-21 | 中国矿业大学 | Switched reluctance motor phase current reconstruction method based on single current sensor |
CN117311242A (en) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 山东奥卓电气科技发展有限公司 | Control system of switch reluctance controller |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0421386A (en) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Toshiba Corp | Motor controller |
JPH08133107A (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-28 | Omron Corp | Control unit for motor-driven power steering and motor-driven power steering device using it |
JPH1159444A (en) * | 1997-08-18 | 1999-03-02 | Honda Motor Co Ltd | Electrically driven power steering device |
JPH11346493A (en) * | 1998-03-30 | 1999-12-14 | Aisin Seiki Co Ltd | Conduction controller for electric motor |
JP2001268989A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Hitachi Ltd | Synchronous motor and motor vehicle comprising it and its controlling method |
JP2007028866A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Mitsuba Corp | Inverter apparatus for switched reluctance motor |
JP2007195343A (en) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | Inverter device |
JP2007236161A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Mitsuba Corp | Switched reluctance motor |
-
2007
- 2007-11-29 JP JP2007308887A patent/JP2009136061A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0421386A (en) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Toshiba Corp | Motor controller |
JPH08133107A (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-28 | Omron Corp | Control unit for motor-driven power steering and motor-driven power steering device using it |
JPH1159444A (en) * | 1997-08-18 | 1999-03-02 | Honda Motor Co Ltd | Electrically driven power steering device |
JPH11346493A (en) * | 1998-03-30 | 1999-12-14 | Aisin Seiki Co Ltd | Conduction controller for electric motor |
JP2001268989A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Hitachi Ltd | Synchronous motor and motor vehicle comprising it and its controlling method |
JP2007028866A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Mitsuba Corp | Inverter apparatus for switched reluctance motor |
JP2007195343A (en) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | Inverter device |
JP2007236161A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Mitsuba Corp | Switched reluctance motor |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2857691A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-08 | Grundfos Holding A/S | Limiting the power of a pump depending on two measured temperatures |
CN104514732A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-15 | 格兰富控股联合股份公司 | Method for controlling power of pump device, and pump device |
US9982675B2 (en) | 2013-10-01 | 2018-05-29 | Grundfos Holding A/S | Method for controlling the power of a pump device and pump device |
RU2664265C2 (en) * | 2013-10-01 | 2018-08-15 | Грундфос Холдинг А/С | Method of pump power control and pump |
US10164625B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor switching element driver circuit with operation based on temperature |
JP2015173516A (en) * | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 三菱電機株式会社 | Motor controller |
JP2016043789A (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社アドヴィックス | Operation characteristic adjusting device for vehicle |
CN111756293A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 日本电产东测株式会社 | Motor control device |
CN113965136A (en) * | 2021-10-27 | 2022-01-21 | 中国矿业大学 | Switched reluctance motor phase current reconstruction method based on single current sensor |
CN117311242A (en) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 山东奥卓电气科技发展有限公司 | Control system of switch reluctance controller |
CN117311242B (en) * | 2023-11-28 | 2024-02-09 | 山东奥卓电气科技发展有限公司 | Control system of switch reluctance controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4736875B2 (en) | Fan motor driving apparatus and fan motor driving method | |
JP5630474B2 (en) | Inverter | |
JP4609474B2 (en) | Rotating electrical machine equipment | |
KR101947934B1 (en) | Electric power converting device, and electric power steering device employing same | |
JP2009136061A (en) | Control device of switched reluctance motor | |
JP6398821B2 (en) | Control device for rotating electrical machine | |
JP5188723B2 (en) | Switched reluctance motor controller | |
US11398761B2 (en) | Motor comprising coolant flow path | |
JP2009254158A (en) | Switching apparatus | |
JP6822205B2 (en) | Control device and electric power steering device using it | |
JP2019118241A (en) | Motor controller | |
JP6802126B2 (en) | Inverter controller | |
CN113364390B (en) | Motor control device | |
JP2019118245A (en) | Motor controller | |
JP7009308B2 (en) | Motor drive | |
JP2014171293A (en) | Device and method of controlling cooling fan | |
JP2019118243A (en) | Motor controller | |
JP7440396B2 (en) | Motor control equipment and vehicles | |
JP6971777B2 (en) | Motor control device | |
JP5225709B2 (en) | Switched reluctance motor controller | |
JP4369500B2 (en) | Rotating electrical machine equipment | |
JP5441951B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP7203899B2 (en) | motor generator controller | |
JP2005312145A (en) | Driver of brushless motor | |
WO2014136485A1 (en) | Motor control device and motor control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101026 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120612 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120813 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130501 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131105 |