JP2010206872A - Switched reluctance motor control appratus - Google Patents

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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switched reluctance motor controller which is able match the current value of current flowing in the U-phase, V-phase or W-phase electrical winding and a target current value, or make the current value approach the target current value, even when a rotor rotates in an opposite direction of a previously decided designated direction. <P>SOLUTION: When the rotor 203 is determined as rotating in the designated direction E, or when it is determined as rotating at a first rotating speed or below which is previously decided in the opposite direction R of the designated direction E, a switch controller 20 operates in a soft chopping mode; and when the rotor 203 is determined as rotating at the first rotation speed or higher which is previously decided in the opposite direction R of the designated direction E, the control apparatus operates in a hard chopping mode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、スイッチトリラクタンスモータ用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.

図１２に示すように、従来例のスイッチトリラクタンスモータ装置５０００は、スイッチトリラクタンスモータ２０００と、スイッチトリラクタンスモータ２０００に制御電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００とを備える。   As shown in FIG. 12, the conventional switched reluctance motor device 5000 includes a switched reluctance motor 2000 and a switched reluctance motor control device 1000 that supplies a control current to the switched reluctance motor 2000.

スイッチトリラクタンスモータ２０００は、ステータ２００１と、ステータ２００１に対し回転自在に配置されたロータ２００３とを備え、ステータ２００１は、複数の突極２００２ａを有するステータコア２００２と、突極２００２ａに巻装されたU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）とを備える。   The switched reluctance motor 2000 includes a stator 2001 and a rotor 2003 disposed so as to be rotatable with respect to the stator 2001. The stator 2001 is wound around a stator core 2002 having a plurality of salient poles 2002a and the salient poles 2002a. U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W).

スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００は、回転位置検出装置２と、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３Ｗ）と、パワー回路部１１００と、スイッチ制御装置ＳＣとを備える。回転位置検出装置２は、スイッチトリラクタンスモータ２０００に取り付けられ、ロータ２００３の回転の回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。また、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３w）は、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）の一端（Ua、Va、Wa）にそれぞれ配置され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００からスイッチトリラクタンスモータ２０００に供給される電流の電流値を検出し、電流値に対応する電流値信号を出力する。   The switched reluctance motor control device 1000 includes a rotational position detection device 2, a current value detection device (3u, 3v, 3W), a power circuit unit 1100, and a switch control device SC. The rotational position detection device 2 is attached to the switched reluctance motor 2000, detects the rotational position of the rotation of the rotor 2003, and outputs a rotational position signal corresponding to the rotational position. In addition, the current value detection devices (3u, 3v, 3w) are arranged at one ends (Ua, Va, Wa) of the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W), respectively, and switched. The current value of the current supplied from the reluctance motor controller 1000 to the switched reluctance motor 2000 is detected, and a current value signal corresponding to the current value is output.

パワー回路部１１００は、第１のＨブリッジ回路１２００と、第２のＨブリッジ回路１３００と、第３のＨブリッジ回路１４００とを備える。第１のＨブリッジ回路１２００は、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間に接続され、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間の電流の流れを許容または禁止する第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈと、Ｕ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、直流電源ＢＴの陰極（−）からＵ相の電気巻線Ｕへの電流の流れを許容するダイオードＤ１１と、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂとの間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕから直流電源ＢＴの正極（＋）への電流の流れを許容するダイオードＤ１２と、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間の電流の流れを許容または禁止する第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌとを備える。   The power circuit unit 1100 includes a first H bridge circuit 1200, a second H bridge circuit 1300, and a third H bridge circuit 1400. The first H bridge circuit 1200 is connected between the positive electrode (+) of the DC power supply BT and one end Ua of the U-phase electric winding U, and the positive electrode (+) of the DC power supply BT and the U-phase electric winding. Connected between the first semiconductor switch element S1H that allows or prohibits the flow of current between one end Ua of U and one end Ua of the U-phase electric winding U and the cathode (-) of the DC power supply BT. A diode D11 that allows a current to flow from the cathode (−) of the DC power supply BT to the U-phase electric winding U, a positive electrode (+) of the DC power supply BT, and the other end Ub of the U-phase electric winding U. Between the U-phase electrical winding U and the positive electrode (+) of the DC power source BT, and the other end Ub of the U-phase electrical winding U and the DC power source BT. The other end Ub of the U-phase electrical winding U and the cathode (-) of the DC power supply BT are connected between the cathode (-) and And a second semiconductor switching element S1L to allow or prohibit the flow of current between.

同様に、第２のＨブリッジ回路１３００は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｈと、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｌとを備え、第３のＨブリッジ回路１４００は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｈと、ダイオードＤ３１と、ダイオードＤ３２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｌとを備え、第１のHブリッジ回路１２００と相等しい構成である。   Similarly, the second H-bridge circuit 1300 includes a first semiconductor switch element S2H, a diode D21, a diode D22, and a second semiconductor switch element S2L. The third H-bridge circuit 1400 includes 1 semiconductor switch element S3H, a diode D31, a diode D32, and a second semiconductor switch element S3L, and has the same configuration as the first H-bridge circuit 1200.

スイッチ制御装置ＳＣは、回転位置検出装置２、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）ならびにパワー回路部１１００に備わる第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続される。そして、予め定められたタイミングでU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）に制御電流を供給するため、回転位置検出装置２から供給される回転位置信号に基づき、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に制御信号を供給する。なお、このとき、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）から供給される電流値信号に基づき、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）に供給される制御電流の電流値が、目標電流値Irと一致するように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に制御信号は供給される。   The switch control device SC includes the rotational position detection device 2, the current value detection devices (3u, 3v, 3w), the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch elements provided in the power circuit unit 1100. (S1L, S2L, S3L). And, in order to supply the control current to the U-phase, V-phase and W-phase electrical windings (U, V, W) at a predetermined timing, based on the rotational position signal supplied from the rotational position detector 2, Control signals are supplied to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L). At this time, the control supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) based on the current value signal supplied from the current value detection device (3u, 3v, 3w). Control signals are supplied to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) so that the current value of the current matches the target current value Ir. .

次に、スイッチ制御装置ＳＣから第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に供給される制御信号
について、図１３に基づき説明する。 Next, control signals supplied from the switch control device SC to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) will be described with reference to FIG.

図１２に示されるスイッチ制御装置ＳＣは、回転位置信号に基づき、上記の制御信号を供給する第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）を選択的に順次切り替える。   The switch control device SC shown in FIG. 12 has a first semiconductor switch element (S1H, S2H, S3H) and a second semiconductor switch element (S1L, S2L, S3L) that supply the control signal based on the rotational position signal. ) Are selectively switched sequentially.

図１３においては、上記の回転位置信号に基づき、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１においては、第１のＨブリッジ１２００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号が供給され、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２においては、第３のＨブリッジ１４００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）に制御信号が供給され、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３においては、第２のＨブリッジ１３００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ）に制御信号が供給される。そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４においては、再度、第１のＨブリッジ１２００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号が供給される。   In FIG. 13, from time T0 to time T1, control signals are supplied to the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L) included in the first H bridge 1200 based on the rotational position signal. From time T1 to time T2, a control signal is supplied to the first and second semiconductor switch elements (S3H, S3L) included in the third H bridge 1400. From time T2 to time T3, the second H bridge A control signal is supplied to the first and second semiconductor switch elements (S2H, S2L) included in 1300. From time T3 to time T4, the control signal is supplied again to the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L) provided in the first H bridge 1200.

第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）において、上記のように制御信号が選択的に供給されている第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号としてオン信号およびオフ信号が交互に出力されるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）が供給され、一方、制御信号が選択的に供給されている第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号として常時オン信号が供給される。   In the first semiconductor switch element (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch element (S1L, S2L, S3L), the first semiconductor switch element (selectively supplied with the control signal as described above) S1H, S2H, S3H) are supplied with a pulse width modulation signal (PWM signal) in which an ON signal and an OFF signal are alternately output as a control signal, while a control signal is selectively supplied to the second signal The semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) are always supplied with an on signal as a control signal.

このように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号としてパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を供給し、このＰＷＭ信号のデューティ値を調整することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる電流の電流値と目標電流との一致が図られる。なお、このようにＵ相、Ｖ相およびＷ相に流れる電流を制御する一方の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、ＰＷＭ信号を供給し、他方の半導体スイッチ素（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）には、常時オン信号を供給する制御は、ソフトチョッピング制御といわれている。   Thus, by supplying a pulse width modulation signal (PWM signal) as a control signal to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and adjusting the duty value of the PWM signal, the U phase, The current value of the current flowing in the V phase and the W phase matches the target current. In addition, a PWM signal is supplied to one of the semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) that controls the current flowing in the U phase, the V phase, and the W phase in this manner, and the other semiconductor switch element (S1L, S2L, In S3L), the control for supplying the always-on signal is called soft chopping control.

図１５および図１６に、上記のソフトチョッピング制御が実行されるときに、Ｕ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。図１４は、図１３にて時刻Ｔａのとき、すなわち、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されるときにＵ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。また、図１５は、図１３にて時刻Ｔｂのとき、すなわち、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）にオフ信号が供給され、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌにオン信号が供給されるときにＵ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。   FIGS. 15 and 16 show the current flowing through the U-phase electric winding U and the power circuit unit 1100 when the soft chopping control is performed. FIG. 14 shows the U-phase electrical winding U and the power circuit section at time Ta in FIG. 13, that is, when an ON signal is supplied to both the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L). The current flowing through 1100 will be described. Further, FIG. 15 shows a case in which the off signal is supplied to the first semiconductor switch element (S1H) and the on signal is supplied to the second semiconductor switch element S1L at time Tb in FIG. The current flowing through the phase electrical winding U and the power circuit unit 1100 will be described.

図１４に示すように、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されるときは、直流電源ＢＴの陽極（＋）から順次、第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｕ相の電気巻線Ｕ、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、直流電源ＢＴの陰極（−）へと流れ、直流電源ＢＴからＵ相の電気巻線Ｕに電流が供給される。なお、このように、直流電源ＢＴからＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電流が供給される状態を、供給モードとする。   As shown in FIG. 14, when both of the ON signals are supplied to the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L), the first semiconductor switch elements S1H are sequentially formed from the anode (+) of the DC power supply BT. , U-phase electrical winding U, second semiconductor switch element S1L, and cathode (-) of DC power supply BT, and current is supplied from DC power supply BT to U-phase electrical winding U. A state in which current is supplied from the DC power supply BT to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) is referred to as a supply mode.

図１５に示すように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）にはオフ信号が供給され、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ）にオン信号が供給されるときは、直流電源ＢＴから、Ｕ相の電気巻線Ｕへの電流の供給はなされず、供給モードでＵ相の電気巻線Ｕに供給された電流は、Ｕ相の電気巻線Ｕから順次、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、ダイオードＤ１１、Ｕ相の電気巻線Ｕへと還流する。なお、このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を還流する電流が流れる状態を、還流モードとする。   As shown in FIG. 15, when the off signal is supplied to the first semiconductor switch element (S1H) and the on signal is supplied to the second semiconductor switch element (S1L), the U phase is supplied from the DC power supply BT. The current supplied to the U-phase electrical winding U in the supply mode is sequentially supplied from the U-phase electrical winding U to the second semiconductor switch element S1L and the diode. D11 returns to the U-phase electrical winding U. A state in which the current flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) flows is referred to as a reflux mode.

上記のように、従来例のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００では、上記の供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値により調整するとともに、供給モードと還流モードとを繰り返すことにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を流れる電流を、目標電流に一致ないしは近づける制御がなされる（例えば、特許文献１参照）。   As described above, the conventional switched reluctance motor control apparatus 1000 adjusts the energization time in the supply mode according to the duty value of the PWM signal, and repeats the supply mode and the reflux mode, thereby allowing the U phase, Control is performed so that the currents flowing through the V-phase and W-phase electrical windings (U, V, W) coincide with or approach the target current (see, for example, Patent Document 1).

特開平７−２７４５６９号公報JP 7-27469 A

図１６および図１８には、スイッチトリラクタンスモータ２０００を原動機として搭載した車両Ｖが示される。図１６では、車両Ｖは前進方向に進んでおり、車両Ｖに搭載されたスイッチトリラクタンスモータ２０００に備えられたロータ２００３は、予め定められた指定方向E、すなわち、車両Ｖを前進方向に進める回転方向と同一の順方向Cに回転している。一方、図１８では、車両Ｖは登り坂に停車した状態から後退方向に進んでおり、スイッチトリラクタンスモータ２０００に備えられたロータ２００３は、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転している。   16 and 18 show a vehicle V equipped with a switched reluctance motor 2000 as a prime mover. In FIG. 16, the vehicle V is traveling in the forward direction, and the rotor 2003 provided in the switched reluctance motor 2000 mounted on the vehicle V advances the predetermined direction E, that is, the vehicle V in the forward direction. It rotates in the same forward direction C as the rotation direction. On the other hand, in FIG. 18, the vehicle V is moving in the backward direction from the state where it is stopped on the uphill, and the rotor 2003 provided in the switched reluctance motor 2000 is in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E. It is rotating.

図１７は、図１６に示すようにロータ２００３が、予め定められた指定方向Eと同一の順方向Cに回転しているときの第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）のオンオフ動作と、そのときにＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）について示される。   FIG. 17 shows the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L, S2H, and so on) when the rotor 2003 is rotating in the same forward direction C as the predetermined designated direction E as shown in FIG. The ON / OFF operation of S2L, S3H, and S3L) and currents (Iu, Iv, Iw) that flow through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) at that time are shown.

図１７に示すように、ロータ２００３が予め定められた指定方向Eと同一の順方向Cに回転しているときは、上記のように供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値により調整するとともに、供給モードと還流モードとを繰り返すことにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値は、目標電流値Ｉｒに一致ないしは近づけることができる。   As shown in FIG. 17, when the rotor 2003 rotates in the same forward direction C as the predetermined designated direction E, the energizing time in the supply mode is adjusted by the duty value of the PWM signal as described above. By repeating the supply mode and the reflux mode, the current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are set to the target current value Ir. Can match or be close to.

図１９は、図１８に示すようにロータ２００３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転しているときの第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）のオンオフ動作と、そのときにＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）について示される。   FIG. 19 shows the first and second semiconductor switching elements (S1H, S1L, S2H, and S2H) when the rotor 2003 is rotating in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E as shown in FIG. The ON / OFF operation of S2L, S3H, and S3L) and currents (Iu, Iv, Iw) that flow through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) at that time are shown.

図１９に示すように、ロータ２００３が予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転しているときは、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に逆起電力が生じる。そのため、上記のように供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値を小さくするとともに、供給モードと還流モードとを繰り返したとしても、ロータ２００３が逆方向Rに回転し、その回転速度が速い場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることはできず、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値は目標電流値Ｉｒを大きく超えてしまうことがある。   As shown in FIG. 19, when the rotor 2003 is rotating in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E, the U-phase, V-phase or W-phase electrical windings (U, V, W) Back electromotive force occurs. Therefore, when the energizing time in the supply mode is reduced as described above and the duty value of the PWM signal is reduced and the supply mode and the return mode are repeated, the rotor 2003 rotates in the reverse direction R and the rotation speed is high. The current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) cannot be made equal to the target current value Ir. The current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the V-phase and W-phase electrical windings (U, V, W) may greatly exceed the target current value Ir.

このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が目標電流値Ｉｒを大きく超えてしまうと、パワー回路部１１００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがある。   Thus, if the current value of the current (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) greatly exceeds the target current value Ir, the power circuit Circuit elements such as the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L, S2H, S2L, S3H, S3L) provided in the unit 1100 may be damaged.

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、ロータが予め定められた指定方向と反対の逆方向に回転しているときでも、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線に流れる電流の電流値を目標電流値に一致または近づけることができるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when the rotor is rotating in the opposite direction opposite to the predetermined designated direction, the electric current of the U phase, the V phase, or the W phase is obtained. It is an object of the present invention to provide a switched reluctance motor control device capable of making the current value of a current flowing through a winding coincide with or close to a target current value.

上記の課題を解決するために、本発明のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置は、電気巻線が備えられたステータと、ステータに対し回転自在に配置されたロータとを有するスイッチトリラクタンスモータの電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、ロータの回転の回転数を検出し、回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、直流電源の一の極と電気巻線の一端との間に接続され、直流電源の一の極と電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、電気巻線の一端と直流電源の他の極との間に接続され、直流電源の他の極から電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、直流電源の一の極と電気巻線の他端との間に接続され、電気巻線から直流電源の一の極への電流の流れを許容するダイオードと、電気巻線と直流電源の他の極との間に接続され、電気巻線の一端と直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備えるＨブリッジ回路と、回転位置検出装置と、Ｈブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子とに接続され、第１および第２の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、スイッチ制御装置は、回転位置検出装置から供給される回転数信号により、ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、回転位置検出装置から供給される回転数信号により、ロータの回転が指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a control device for a switched reluctance motor according to the present invention includes an electric winding of a switched reluctance motor having a stator provided with electric windings and a rotor arranged rotatably with respect to the stator. In a control device for a switched reluctance motor that supplies current from a DC power source to a winding, a rotational position detection device that detects the rotational speed of the rotor and outputs a rotational speed signal corresponding to the rotational speed, and a DC power supply A first semiconductor switching element connected between one pole of the DC power supply and one end of the electric winding, and for controlling permission or prohibition of a current flow between the one pole of the DC power supply and one end of the electric winding; A diode connected between one end of the electrical winding and the other pole of the DC power supply and allowing a current to flow from the other pole of the DC power supply to the electrical winding; The other end of the wire A diode that allows current flow from the electrical winding to one pole of the DC power supply, and an end of the electrical winding connected between the electrical winding and the other pole of the DC power supply, An H bridge circuit including a second semiconductor switch element that controls permission or prohibition of current flow between the other poles of the DC power supply, a rotational position detection device, and first and second included in the H bridge circuit; The switch control device is connected to the first semiconductor switch element and supplies a control signal to the first and second semiconductor switch elements. The switch control device is configured so that the rotor is driven by a rotational speed signal supplied from the rotational position detection device. When it is determined that the vehicle is rotating in the designated direction, or when it is determined that the vehicle is rotating in a direction opposite to the designated direction at a predetermined first rotational speed, the first or second Semiconductor switch element One of the semiconductor switch elements is supplied with an ON signal that allows current flow, and the current flow is supplied to either one of the first or second semiconductor switch elements. Is operated in a soft chopping mode that supplies an on / off signal that intermittently permits or prohibits the rotation of the rotor, and the rotation of the rotor is predetermined in a direction opposite to the designated direction by a rotation number signal supplied from the rotation position detection device. Hard chopping that supplies an on / off signal that intermittently permits or prohibits the flow of current to both the first and second semiconductor switch elements substantially simultaneously when it is determined that the rotation speed is greater than It is characterized by operating in mode.

本発明によれば、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数以上でロータが、回転していると判断されると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備えられているスイッチ制御装置はハードチョッピングモードで動作する。そして、スイッチ制御装置からＨブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子に対し、略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号が供給される。   According to the present invention, when it is determined that the rotor is rotating at a first rotational speed that is predetermined in the direction opposite to the designated direction, the switch provided in the controller for switched reluctance motor The controller operates in hard chopping mode. Then, an ON / OFF signal for intermittently permitting or prohibiting the flow of current is supplied from the switch control device to the first and second semiconductor switch elements provided in the H-bridge circuit substantially simultaneously.

スイッチ制御装置がハードチョッピングモードで動作することにより、Ｈブリッジ回路の第１および第２の半導体スイッチ素子は、略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止する動作を行い、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相に供給される電流を直流電源に回生することができる。そして、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相に供給される電流を直流電源に回生することにより、スイッチトリラクタンスモータのステータに備わるＵ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線に流れる電流の電流値を目標電流値に一致または近づけることができる。   When the switch control device operates in the hard chopping mode, the first and second semiconductor switch elements of the H-bridge circuit perform an operation of allowing or prohibiting current flow intermittently at substantially the same time. Alternatively, the current supplied to the W phase can be regenerated to the DC power source. Then, the current supplied to the U-phase, V-phase, or W-phase is regenerated to the DC power supply, so that the current value of the current that flows in the U-phase, V-phase, or W-phase electrical winding provided in the stator of the switched reluctance motor. Can be matched with or close to the target current value.

本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control device for switched reluctance motors in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the control apparatus for switched reluctance motors in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the first and second semiconductor switch elements provided in the switched reluctance motor control device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the first and second semiconductor switch elements provided in the switched reluctance motor control device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態において供給モードのときに直流電源からＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。It is a figure explaining the electric current which flows into the U-phase electric winding from DC power supply at the time of supply mode in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態において回生モードのときにＵ相の電気巻線から直流電源に流れる電流を説明する図である。It is a figure explaining the electric current which flows into DC power supply from the U-phase electric winding at the time of regeneration mode in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の他のバリエーションにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus for switched reluctance motors in other variations of the first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus for switched reluctance motors in the 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the control apparatus for switched reluctance motors in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the 1st and 2nd semiconductor switch element with which the control apparatus for switched reluctance motors in the 2nd Embodiment of this invention is equipped. 本発明の第２の実施形態の他のバリエーションにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus for switched reluctance motors in other variations of the second embodiment of the present invention. 従来例におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus for switched reluctance motor in a prior art example. 従来例におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the 1st and 2nd semiconductor switch element with which the control apparatus for switched reluctance motors in a prior art example is equipped. 従来例において供給モードのときに直流電源からＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。It is a figure explaining the electric current which flows into a U-phase electric winding from a DC power supply in a supply mode in a prior art example. 従来例において還流モードのときにＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。It is a figure explaining the electric current which flows into the U-phase electric winding at the time of a recirculation | reflux mode in a prior art example. 従来例においてロータが指定方向と同一の順方向に回転する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a rotor rotates to the same forward direction as a designated direction in a prior art example. 従来例においてロータが順方向に回転するときに電気巻線に流れる電流を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the electric current which flows into an electrical winding, when a rotor rotates to a forward direction in a prior art example. 従来例においてロータが指定方向と反対の逆方向に回転する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a rotor rotates in the opposite direction opposite to a specified direction in a conventional example. 従来例においてロータが逆方向に回転するときに電気巻線に流れる電流を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the electric current which flows into an electrical winding, when a rotor rotates in a reverse direction in a prior art example.

次に、この発明の第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００を図１に基づいて説明する。図１に示すように、第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、スイッチトリラクタンスモータ２００と、スイッチトリラクタンスモータ２００に制御電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１とを備える。なお、本実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。   Next, a switched reluctance motor device 500 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a switched reluctance motor device 500 according to the first embodiment includes a switched reluctance motor 200 and a switched reluctance motor control device 1 that supplies a control current to the switched reluctance motor 200. . The switched reluctance motor device 500 of this embodiment is mounted on a vehicle (not shown), and the switched reluctance motor 200 is used as a prime mover for driving the vehicle.

スイッチトリラクタンスモータ２００は、ステータ２０１と、ステータ２０１に対し回転自在に配置されたロータ２０３とを備え、ステータ２０１は、複数の突極２０２ａを有するステータコア２０２と、突極２０２ａに巻装されたU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）とを備える。   The switched reluctance motor 200 includes a stator 201 and a rotor 203 arranged so as to be rotatable with respect to the stator 201. The stator 201 is wound around a stator core 202 having a plurality of salient poles 202a and the salient poles 202a. U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W).

スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、回転位置検出装置２と、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３w）と、パワー回路部１０と、スイッチ制御装置２０とを備える。回転位置検出装置２は、スイッチトリラクタンスモータ２００に取り付けられ、ロータ２０３の回転の回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。また、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）は、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）の一端（Ua、Va、Wa）にそれぞれ配置され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１からスイッチトリラクタンスモータ２００に供給される電流の電流値を検出し、電流値に対応する電流値信号を出力する。   The switched reluctance motor control device 1 includes a rotational position detection device 2, current value detection devices (3 u, 3 v, 3 w), a power circuit unit 10, and a switch control device 20. The rotational position detection device 2 is attached to the switched reluctance motor 200, detects the rotational position of the rotation of the rotor 203, and outputs a rotational position signal corresponding to the rotational position. In addition, the current value detection devices (3u, 3v, 3w) are arranged at one end (Ua, Va, Wa) of the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W), respectively, and switched. The current value of the current supplied from the reluctance motor control device 1 to the switched reluctance motor 200 is detected, and a current value signal corresponding to the current value is output.

パワー回路部１０は、直流電源BTおよびキャパシタCAに接続されるとともに、第１のＨブリッジ回路１１と、第２のＨブリッジ回路１２と、第３のＨブリッジ回路１３とを備える。なお、キャパシタCAは、直流電源BTからパワー回路部１０に供給される電流を平滑化し、ノイズを除去するためにパワー回路部１０に接続される。   Power circuit unit 10 is connected to DC power supply BT and capacitor CA, and includes first H bridge circuit 11, second H bridge circuit 12, and third H bridge circuit 13. The capacitor CA is connected to the power circuit unit 10 in order to smooth the current supplied from the DC power supply BT to the power circuit unit 10 and to remove noise.

第１のＨブリッジ回路１１は、直流電源ＢＴの正極（一の極）（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間に接続され、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間の電流の流れを許容または禁止する第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈと、Ｕ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａと直流電源ＢＴの陰極（他の極）（−）との間に接続され、直流電源ＢＴの陰極（−）からＵ相の電気巻線Ｕへの電流の流れを許容するダイオードＤ１１とを備える。   The first H-bridge circuit 11 is connected between the positive electrode (one pole) (+) of the DC power supply BT and one end Ua of the U-phase electric winding U, and the positive (+) and U of the DC power supply BT. A first semiconductor switch element S1H that allows or prohibits the flow of current between one end Ua of the phase electrical winding U, one end Ua of the U phase electrical winding U, and the cathode (the other pole) of the DC power supply BT. ) And (−), and a diode D11 that allows current flow from the cathode (−) of the DC power supply BT to the U-phase electric winding U.

さらに、第１のＨブリッジ回路１１は、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂとの間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕから直流電源ＢＴの正極（＋）への電流の流れを許容するダイオードＤ１２と、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間の電流の流れを許容または禁止する第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌとを備える。   Further, the first H-bridge circuit 11 is connected between the positive electrode (+) of the DC power supply BT and the other end Ub of the U-phase electric winding U, and the U-phase electric winding U is connected to the DC power supply BT. A U-phase electrical winding U is connected between the diode D12 that allows current flow to the positive electrode (+), the other end Ub of the U-phase electrical winding U, and the cathode (-) of the DC power supply BT. And a second semiconductor switch element S1L that allows or prohibits the flow of current between the other end Ub of the DC power source BT and the cathode (-) of the DC power supply BT.

同様に、第２のＨブリッジ回路１２は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｈと、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｌとを備え、第３のＨブリッジ回路１３は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｈと、ダイオードＤ３１と、ダイオードＤ３２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｌとを備え、第１のHブリッジ回路１１と相等しい構成である。   Similarly, the second H bridge circuit 12 includes a first semiconductor switch element S2H, a diode D21, a diode D22, and a second semiconductor switch element S2L, and the third H bridge circuit 13 includes 1 semiconductor switch element S3H, a diode D31, a diode D32, and a second semiconductor switch element S3L, which are identical in configuration to the first H-bridge circuit 11.

スイッチ制御装置２０は、回転位置検出装置２、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）ならびにパワー回路部１０に備わる第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続され、回転位置検出部２１と、第１の通電信号出力部２２と、電流検出部２３と、電流指令部２４、電流比較部２５、PWM出力部２６と、第２の通電信号出力部２７と、選択モジュール部４０とを備える。   The switch control device 20 includes a rotation position detection device 2, a current value detection device (3u, 3v, 3w), a first semiconductor switch element (S1H, S2H, S3H) and a second semiconductor switch element provided in the power circuit unit 10. (S1L, S2L, S3L), a rotational position detection unit 21, a first energization signal output unit 22, a current detection unit 23, a current command unit 24, a current comparison unit 25, a PWM output unit 26, A second energization signal output unit 27 and a selection module unit 40 are provided.

回転位置検出部２１は、スイッチトリラクタンスモータ２００に取り付けられた回転位置検出装置２に接続されており、回転位置検出装置２から供給される回転位置信号に基づき、第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の切替を通知する切替信号を形成し、出力する。   The rotational position detection unit 21 is connected to the rotational position detection device 2 attached to the switched reluctance motor 200, and based on the rotational position signal supplied from the rotational position detection device 2, the first to third H bridges. A switching signal for notifying switching of the control signal to the circuit (11, 12, 13) is formed and output.

第１の通電信号出力部２２は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、（１）第１のHブリッジ回路１１に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第１のタイミング信号Ｍ１、（２）第２のHブリッジ回路１２に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第２のタイミング信号Ｍ２、および（３）第３のHブリッジ回路１３に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第３のタイミング信号Ｍ３を形成し、出力する。   The first energization signal output unit 22 is connected to the rotational position detection unit 21 and, based on the switching signal supplied from the rotational position detection unit 21, (1) the first and the first included in the first H bridge circuit 11 A first timing signal M1 for notifying a timing for supplying a control signal to the second semiconductor switch elements (S1H, S1L); (2) first and second semiconductor switch elements (2) provided in the second H-bridge circuit 12; S2H, S2L) is controlled by the second timing signal M2 for notifying the timing of supplying the control signal, and (3) the first and second semiconductor switch elements (S3H, S3L) provided in the third H bridge circuit 13 are controlled. A third timing signal M3 for notifying the timing of supplying the signal is formed and output.

電流検出部２３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電流検出素子（３ｕ、３ｖ、３ｗ）に接続されており、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電流検出素子（３ｕ、３ｖ、３ｗ）から供給される電流値信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる巻線電流の電流値Ｉを演算し、出力する。   The current detection unit 23 is connected to U-phase, V-phase, and W-phase current detection elements (3u, 3v, 3w), and U-phase, V-phase, and W-phase current detection elements (3u, 3v, 3w). Based on the current value signal supplied from the motor, the current value I of the winding current flowing in the U-phase, V-phase and W-phase electrical windings (U, V, W) of the switched reluctance motor 200 is calculated and output. To do.

電流指令部２４は、外部から供給される目標電流値Ｉｒを出力し、電流比較部２５は、電流検出部２３および電流指令部２４に接続されており、電流検出部２３から供給される巻線電流の電流値Ｉと電流指令部２４から供給される目標電流値Ｉｒとを比較し、その差異を偏差信号Δとして出力する。   The current command unit 24 outputs a target current value Ir supplied from the outside, and the current comparison unit 25 is connected to the current detection unit 23 and the current command unit 24, and the winding supplied from the current detection unit 23. The current value I of the current is compared with the target current value Ir supplied from the current command unit 24, and the difference is output as a deviation signal Δ.

ＰＷＭ出力部２６は、電流比較部２５に接続されており、電流比較部２５から出力される偏差信号Δに基づき、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフするＰＷＭ信号のデューティ値を演算し、演算されたデューティ値のＰＷＭ信号を出力する。   The PWM output unit 26 is connected to the current comparison unit 25, and calculates a duty value of a PWM signal that is periodically turned on and off at a predetermined carrier frequency based on the deviation signal Δ output from the current comparison unit 25. The PWM signal having the calculated duty value is output.

第２の通電信号出力部２７は、第１の通電信号出力部２２およびＰＷＭ出力部２６に接続されており、第１の通電信号出力部２２から供給される第１、第２および第３のタイミング信号に、ＰＷＭ出力部２６から供給されるＰＷＭ信号を合成させる処置がなされ、この処置された第１のＰＷＭ信号Ｐ１、第２のＰＷＭ信号Ｐ２および第３のＰＷＭ信号Ｐ３を出力する。   The second energization signal output unit 27 is connected to the first energization signal output unit 22 and the PWM output unit 26, and the first, second, and third supplied from the first energization signal output unit 22. The timing signal is combined with the PWM signal supplied from the PWM output unit 26, and the processed first PWM signal P1, second PWM signal P2, and third PWM signal P3 are output.

上記の第２の通電信号出力部２７は、第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）に備えられた第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）に接続されており、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）に、それぞれ第１のＰＷＭ信号Ｐ１、第２のＰＷＭ信号Ｐ２および第３のＰＷＭ信号Ｐ３を供給する。   The second energization signal output unit 27 is connected to first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) provided in the first to third H bridge circuits (11, 12, 13). The first PWM signal P1, the second PWM signal P2, and the third PWM signal P3 are supplied to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H), respectively.

次に、上記の選択モジュール４０の構成および動作について説明する。選択モジュール４０は、回転速度検出部２８と、電流閾値メモリ２９、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）、動作モード判別部３２、並びに出力切替部３３とを備える。   Next, the configuration and operation of the selection module 40 will be described. The selection module 40 includes a rotation speed detection unit 28, a current threshold memory 29, first and second rotation threshold memories (30, 31), an operation mode determination unit 32, and an output switching unit 33.

回転速度検出部２８は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度を演算し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。   The rotation speed detection unit 28 is connected to the rotation position detection unit 21, calculates the rotation speed of the rotor 203 provided in the switched reluctance motor 200 based on the switching signal supplied from the rotation position detection unit 21, and rotates. The rotation speed signal corresponding to is output.

電流閾値メモリ２９には、予め定められた電流閾値Ｉｓが記憶されており、第１の回転閾値メモリ３０には、予め定められた第１の回転数信号Ｎ１が記憶されており、第２の回転閾値メモリ３１には、予め定められた第２の回転数信号Ｎ２が記憶されておる。なお、第２の回転数Ｎ２は、第１の回転数よりも小さく設定されている（Ｎ２＜Ｎ１）。   The current threshold value memory 29 stores a predetermined current threshold value Is, the first rotation threshold value memory 30 stores a predetermined first rotation number signal N1, and the second rotation threshold value signal N1 is stored. The rotation threshold value memory 31 stores a predetermined second rotation number signal N2. The second rotational speed N2 is set smaller than the first rotational speed (N2 <N1).

動作モード判別部３２は、回転速度検出部２８、電流検出部２３、電流閾値メモリ２９、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）に接続されている。そして、回転速度検出部２８から回転速度信号が供給され、電流検出部２３から電流値信号が供給されるとともに、電流閾値メモリ２９から電流閾値信号Ｉｓ、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）から第１および第２の回転数信号（Ｎ１、Ｎ２）がそれぞれ供給される。   The operation mode determination unit 32 is connected to the rotation speed detection unit 28, the current detection unit 23, the current threshold memory 29, and the first and second rotation threshold memories (30, 31). Then, a rotation speed signal is supplied from the rotation speed detection unit 28, a current value signal is supplied from the current detection unit 23, and a current threshold signal Is, a first and second rotation threshold memory (30) are supplied from the current threshold memory 29. , 31) are supplied with first and second rotational speed signals (N1, N2), respectively.

次に、動作モード判別部３２の基本動作について説明する。上記のように、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ装置５００に備わるスイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。この車両が、図１８と同様に登り坂に停車した状態から後退方向に進み、スイッチトリラクタンスモータ２００に備えられたロータ２０３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転し、予め定められた所定の条件が成立した場合に、動作モード判別部３２は動作する。   Next, the basic operation of the operation mode determination unit 32 will be described. As described above, the switched reluctance motor device 500 of the present embodiment is mounted on a vehicle (not shown), and the switched reluctance motor device 200 included in the switched reluctance motor device 500 is used as a prime mover for driving the vehicle. Used. The vehicle advances in the backward direction from the state of stopping on the uphill as in FIG. 18, and the rotor 203 provided in the switched reluctance motor 200 rotates in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E. The operation mode determination unit 32 operates when a predetermined condition is established.

動作モード判別部３２は、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第１の回転閾値メモリ３０から供給される第１の回転数信号N１以上となり、かつ、電流検出部２３から供給される電流値信号が電流値閾値信号Ｉｓを超えたと判断された場合には、ハードチョッピング開始信号を出力する。そして、ハードチョッピング信号を出力した後に、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第２の回転速度信号Ｎ２以下となったと動作モード判別部３２にて判断された場合には、ハードチョッピング停止信号を出力する。   The operation mode discriminating unit 32 supplies the rotation speed signal supplied from the rotation speed detection unit 28 to the first rotation speed signal N1 supplied from the first rotation threshold memory 30 or more and supplied from the current detection unit 23. When it is determined that the current value signal to be exceeded has exceeded the current value threshold signal Is, a hard chopping start signal is output. After the hard chopping signal is output, when the operation mode determination unit 32 determines that the rotation speed signal supplied from the rotation speed detection unit 28 is equal to or lower than the second rotation speed signal N2, A chopping stop signal is output.

次に、選択モジュール部４０に備わる出力切替部３３について説明する。出力切替部３３は、第１の通電信号出力部２２、第２の通電信号出力部２７および動作モード判別部３２に接続されており、第１の通電信号出力部２２から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給され、第２の通電信号出力部２７から第１から第２のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給されるとともに、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号またはハードチョッピング停止信号が供給される。   Next, the output switching unit 33 provided in the selection module unit 40 will be described. The output switching unit 33 is connected to the first energization signal output unit 22, the second energization signal output unit 27, and the operation mode determination unit 32, and from the first energization signal output unit 22 to the first to third Timing signals (M1, M2, M3) are supplied, first to second PWM signals (P1, P2, P3) are supplied from the second energization signal output unit 27, and hardware from the operation mode determination unit 32 A chopping start signal or a hard chopping stop signal is supplied.

出力切替部３３に動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が供給されるまでは、出力切替部３３では、第１の通電信号出力部２２から供給される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が選択され、第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が出力される。また、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が供給されると、出力切替部３３では、第２の通電信号出力部２７から供給される第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が選択され、第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が出力される。そして、動作モード判別部３２からハードチョッピング停止信号が供給されると、出力切替部３３では、再度、第１の通電信号出力部２２から供給される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が選択され、第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が出力される。   Until the hard chopping start signal is supplied from the operation mode determination unit 32 to the output switching unit 33, the output switching unit 33 uses the first to third timing signals (M1) supplied from the first energization signal output unit 22. , M2, M3) are selected, and the first to third timing signals (M1, M2, M3) are output. When the hard chopping start signal is supplied from the operation mode determination unit 32, the output switching unit 33 causes the first to third PWM signals (P 1, P 2, P 3) supplied from the second energization signal output unit 27. ) Is selected, and the first to third PWM signals (P1, P2, P3) are output. When the hard chopping stop signal is supplied from the operation mode determination unit 32, the output switching unit 33 again outputs the first to third timing signals (M1, M2) supplied from the first energization signal output unit 22. , M3) are selected, and the first to third timing signals (M1, M2, M3) are output.

出力切替部３３は、第１から第３のＨブリッジ回路に備わる第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続されており、出力切替部３３から第１から第３のＨブリッジ回路に備わる第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に、出力切替部３３にて選択されて出力される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のPWM信号（P１、P２、P３）が供給される。   The output switching unit 33 is connected to the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) provided in the first to third H bridge circuits, and the output switching unit 33 to the first to third H bridge circuits. The first to third timing signals (M1, M2, M3) selected from the output switching unit 33 and output to the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) included in PWM signals (P1, P2, P3) are supplied.

上記に記すように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が出力され、その後、ハードチョッピング停止信号が出力される前の状態であり、出力切替部３３から第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に第１から第３のPWM信号（P１、P２、P３）が供給される状態である場合を、本発明では、ハードチョッピングモードという。一方、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が出力されない、または、ハードチョッピング停止信号が出力された後の状態であり、出力切替部３３から第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給される状態である場合を、本発明では、ソフトチョッピングモードという。なお、ハードチョッピングモードとソフトチョッピングモードの内容については、後述する。   As described above, the switched reluctance motor control device 1 is in a state before the hard chopping start signal is output from the operation mode determination unit 32 and then the hard chopping stop signal is output, and the output switching unit 33 In the present invention, the case where the first to third PWM signals (P1, P2, P3) are supplied from the first to the second semiconductor switching elements (S1L, S2L, S3L) is referred to as a hard chopping mode. On the other hand, the switched reluctance motor control device 1 is in a state after the hard chopping start signal is not output from the operation mode determination unit 32 or the hard chopping stop signal is output. The case where the first to third timing signals (M1, M2, M3) are supplied to the semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) is referred to as a soft chopping mode in the present invention. The contents of the hard chopping mode and the soft chopping mode will be described later.

次に、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について、図２から図６に基づき説明する。図２は、主に動作モード判別部３２で実行される処理をフローチャートで示したものである。   Next, the operation of the switched reluctance motor control device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing processing executed mainly by the operation mode determination unit 32.

同図に示すように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１での処置が開始されると（S１０１）、まず、回転速度検出部２８で、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度が演算され、回転速度に対応する回転速度信号を出力が出力される（S１０２）。その回転速度信号が供給される動作モード判別部３２では、現在、ソフトチョッピングモードであるか否か判断される（S１０３）。   As shown in the figure, when the treatment in the switched reluctance motor control device 1 is started (S101), first, the rotational speed detector 28 calculates the rotational speed of the rotor 203 provided in the switched reluctance motor 200. Then, an output of a rotational speed signal corresponding to the rotational speed is output (S102). The operation mode determination unit 32 to which the rotation speed signal is supplied determines whether or not it is currently in the soft chopping mode (S103).

ソフトチョッピングモードであるか否か判断された結果、ソフトチョッピングモードであると判断された場合は、動作モード判別部３２では、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が第１の回転数信号N1以上であるか否か判断される（S１０４）。   As a result of determining whether or not the soft chopping mode is set, if it is determined that the soft chopping mode is selected, the operation mode determination unit 32 uses the rotation speed signal supplied from the rotation speed detection unit 28 as the first rotation speed. It is determined whether or not the signal is N1 or more (S104).

回転速度信号が第１の回転数信号N1以上であると判断された場合には、電流検出部２３にて検出されるスイッチトリラクタンスモータ２００に供給される電流の電流値に対応する電流値信号（S１０５）と、電流閾値メモリ２９から供給される電流閾値Iｒとを比較する（S１０６）。一方、回転速度信号が第１の回転数信号N1未満であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。   When it is determined that the rotation speed signal is equal to or higher than the first rotation speed signal N1, a current value signal corresponding to the current value of the current supplied to the switched reluctance motor 200 detected by the current detection unit 23. (S105) is compared with the current threshold Ir supplied from the current threshold memory 29 (S106). On the other hand, if it is determined that the rotational speed signal is less than the first rotational speed signal N1, the process is returned (S110).

電流値信号Iと電流閾値Iｒとを比較した結果、電流値信号Iが電流閾値Iｒ以上であると判断された場合には、動作モード判別部３２は、ハードチョッピング開始信号を出力し、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードとなる（S１０７）。一方、電流値信号が電流閾値Iｒ未満であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。   As a result of comparing the current value signal I with the current threshold value Ir, when it is determined that the current value signal I is equal to or greater than the current threshold value Ir, the operation mode determination unit 32 outputs a hard chopping start signal and The reluctance motor control device 1 enters the hard chopping mode (S107). On the other hand, when it is determined that the current value signal is less than the current threshold Ir, the process is returned (S110).

上記の処理S１０３にて、ソフトチョッピングモードであるか否か判断した結果、現在、ハードチョッピングモードでありソフトチョッピングモードでないと判断された場合には、動作モード判別部３２では、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が第２の回転数信号N２以上であるか否か判断される（S１０８）。   If it is determined in step S103 above whether the soft chopping mode is set or not, it is determined that the current mode is the hard chopping mode and not the soft chopping mode. It is determined whether or not the rotation speed signal supplied from is greater than or equal to the second rotation speed signal N2 (S108).

その結果、回転速度信号が第２の回転数信号N２未満であると判断された場合には、動作モード判別部３２は、ハードチョッピング開始停止を出力し、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードとなる（S１０７）。一方、回転速度信号が第２の回転数信号N２以上であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。   As a result, when it is determined that the rotation speed signal is less than the second rotation speed signal N2, the operation mode determination unit 32 outputs a hard chopping start / stop, and the switched reluctance motor control device 1 The soft chopping mode is set (S107). On the other hand, if it is determined that the rotation speed signal is greater than or equal to the second rotation speed signal N2, the process is returned (S110).

図３および図４に示すタイミングチャートに基づき、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について説明する。図３に示すように、時刻Tｍまでは、ロータ２０３が、予め定められた指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに回転しているが、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１未満である。また、時刻Tｍにおいて回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１以上となるが、時刻Tnまでは、電流値信号Iが電流閾値Iｒ未満である。そのため、時刻T０から時刻Tｎまでは、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードで動作する。   The operation of the switched reluctance motor control device 1 of the present embodiment will be described based on the timing charts shown in FIGS. As shown in FIG. 3, until time Tm, the rotor 203 is rotating in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E, but the rotation speed signal supplied from the rotation speed detector 28 is It is less than the first rotation speed signal N1. Further, the rotational speed signal becomes equal to or higher than the first rotational speed signal N1 at time Tm, but the current value signal I is less than the current threshold Ir until time Tn. Therefore, from time T0 to time Tn, the switched reluctance motor control device 1 operates in the soft chopping mode.

時刻Tｎにおいて、回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１以上となるとともに、電流値信号Iが電流閾値Iｒ以上となる。そのため、時刻Tn以降は、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードで動作する。   At time Tn, the rotational speed signal becomes equal to or higher than the first rotational speed signal N1, and the current value signal I becomes equal to or higher than the current threshold Ir. Therefore, after time Tn, the switched reluctance motor control device 1 operates in the hard chopping mode.

次に、ソフトチョッピングモードおよびハードチョッピングモードについて説明する。ソフトチョッピングモードでは、従来例として図１４および図１５にて説明したのとの同様に、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、それぞれ第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。一方、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）には、それぞれ第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給される。そのため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）は、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作するが、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）は、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作しない。そのため、図１４および図１５に示すのと同様に、供給モードと還流モードが繰り返し行われる。   Next, the soft chopping mode and the hard chopping mode will be described. In the soft chopping mode, the first to third PWM signals (P1) are respectively supplied to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) in the same manner as described in FIGS. 14 and 15 as the conventional example. , P2, P3). On the other hand, the first to third timing signals (M1, M2, M3) are supplied to the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L), respectively. Therefore, the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) are periodically turned on and off at a predetermined carrier frequency, while the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) are predetermined. Does not periodically turn on and off at the specified carrier frequency. Therefore, the supply mode and the reflux mode are repeatedly performed as shown in FIGS. 14 and 15.

ハードチョッピングモードでは、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）のみならず第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）にも、それぞれ第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が同じタイミングで供給される。そのため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）のみならず第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）も、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作する。   In the hard chopping mode, the first to third PWM signals (P1, P2) are applied not only to the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) but also to the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L). , P3) are supplied at the same timing. Therefore, not only the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) but also the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) are periodically turned on / off at a predetermined carrier frequency.

上記のように第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）にも第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と同じタイミングで第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給されるため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）は、同じタイミングでオンオフ動作する。そのときのスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を図５および図６に基づき説明する。   As described above, the first to third PWM signals (P1, P2, P3) are also applied to the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) at the same timing as the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H). ) Is supplied, the first semiconductor switch elements (S1H, S2H, S3H) and the second semiconductor switch elements (S1L, S2L, S3L) are turned on and off at the same timing. The operation of the switched reluctance motor control device 1 at that time will be described with reference to FIGS.

図５は、図３にて時刻Ｔｉにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を示す。時刻Ｔｉにおいては、図５に示すのと同様にスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は供給モードで動作する状態である。第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されると、直流電源ＢＴの陽極（＋）から順次、第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｕ相の電気巻線Ｕ、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、直流電源ＢＴの陰極（−）へと流れ、直流電源ＢＴからＵ相の電気巻線Ｕに電流が供給される。なお、このように、直流電源ＢＴからＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電流が供給される。   FIG. 5 shows the operation of the switched reluctance motor control device 1 at time Ti in FIG. At time Ti, the switched reluctance motor control device 1 is in a state of operating in the supply mode, as shown in FIG. When an ON signal is supplied to both the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L), the first semiconductor switch element S1H and the U-phase electric winding U are sequentially formed from the anode (+) of the DC power supply BT. The second semiconductor switch element S1L flows to the cathode (-) of the DC power supply BT, and current is supplied from the DC power supply BT to the U-phase electrical winding U. In this way, current is supplied from the DC power supply BT to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W).

一方、図６は、図３にて時刻Ｔｊにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を示す。時刻Ｔｊにおいては、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）とともに第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ）にもスイッチ制御装置２０からオフ信号が供給されたときのスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作する状態である。第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にオフ信号が供給され、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）がオフされると、直流電源ＢＴの陰極（−）から順次、ダイオードＤ１１、Ｕ相の電気巻線Ｕ、ダイオードＤ１２、直流電源ＢＴの陽極（＋）への電気回路が形成される。このように電気回路が形成されると、上記の供給モードでＵ相の電気巻線Ｕへ供給された電流は、ダイオードＤ１２を介して直流電源ＢＴに回生される。このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流が直流電源ＢＴに回生される状態を、回生モードという。   On the other hand, FIG. 6 shows the operation of the switched reluctance motor control device 1 at time Tj in FIG. At time Tj, the switched reluctance motor control device 1 operates when an off signal is supplied from the switch control device 20 to the second semiconductor switch device (S1L) as well as the first semiconductor switch device (S1H). State. When an off signal is supplied to the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L) and the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L) are turned off, the cathode (-) of the DC power supply BT Sequentially, an electric circuit to the diode D11, the U-phase electric winding U, the diode D12, and the anode (+) of the DC power supply BT is formed. When the electric circuit is formed in this way, the current supplied to the U-phase electric winding U in the supply mode is regenerated to the DC power supply BT through the diode D12. A state in which the current supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) is regenerated by the DC power supply BT is referred to as a regeneration mode.

本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が電流閾値Ｉｓ以上となったときに、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作する。このように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作し、供給モードと回生モードを繰り返して実行することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流を直流電源ＢＴに回生することができる。   In the present embodiment, when the current value of the current (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) becomes equal to or greater than the current threshold Is, the switch The control device 1 for the reluctance motor operates in the hard chopping mode. As described above, the switched reluctance motor control device 1 operates in the above-described hard chopping mode, and repeatedly executes the supply mode and the regeneration mode, whereby the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be regenerated in the DC power supply BT.

そのため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を低減させることができ、パワー回路部１１００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがない。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることができる。   Therefore, the current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be reduced. Circuit elements such as the second semiconductor switch elements (S1H, S1L, S2H, S2L, S3H, S3L) are not damaged. The current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be made to coincide with the target current value Ir.

次に、図４に基づき、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作が、ハードチョッピングモードからソフトチョッピングモードに変更される状態について説明する。図３にて示すように、ロータ２０３が逆方向Rに回転し、第１の回転信号Ｎ１を超えた後に、時刻Ｔｋにおいて、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となる。このように、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作は、ハードチョッピングモードからソフトチョッピングモードに変更される。   Next, a state in which the operation of the switched reluctance motor control device 1 is changed from the hard chopping mode to the soft chopping mode will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, after the rotor 203 rotates in the reverse direction R and exceeds the first rotation signal N1, the rotation speed of the rotor 203 becomes less than the second rotation signal N2 at time Tk. As described above, when the rotational speed of the rotor 203 becomes less than the second rotation signal N2, the operation of the switched reluctance motor control device 1 is changed from the hard chopping mode to the soft chopping mode.

上記のように、第２の回転信号Ｎ２は、第１の回転信号Ｎ１より小さい値に設定されており、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となった場合には、ソフトチョッピングモードの場合でも、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が小さく抑えられ、目標電流値Ｉｒと一致させることができる。   As described above, the second rotation signal N2 is set to a value smaller than the first rotation signal N1, and when the rotation speed of the rotor 203 becomes less than the second rotation signal N2, soft chopping is performed. Even in the mode, the current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) should be kept small and matched with the target current value Ir. Can do.

さらに、ハードチョッピングモードの場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）のキャリア周波数と略同一の周波数で変動が大きくなってしてしまい、その結果、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率が低減する。   Further, in the hard chopping mode, currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are changed from the first to third PWM signals (P1). , P2, P3), the fluctuation becomes large at substantially the same frequency as the carrier frequency, and as a result, the input / output efficiency of the switched reluctance motor device 500 as a whole is reduced.

それに対し、ソフトチョッピングモードの場合では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が、上記のキャリア周波数と略同一の周波数での変動が小さく、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率を向上させることができる。   On the other hand, in the soft chopping mode, currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are substantially the same as the above carrier frequencies. Therefore, the input / output efficiency of the switched reluctance motor device 500 as a whole can be improved.

次に、図７に基づき、この発明の第１の実施形態の他のバリエーションのスイッチトリラクタンスモータ装置５０１について説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０１におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、上記に示したスイッチトリラクタンスモータ装置５００に比してパワー回路部１０に対して、パワー回路部１００のみが異なる。そのため、以下ではパワー回路部１００についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。   Next, a switched reluctance motor device 501 according to another variation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The switched reluctance motor control device 1 in the switched reluctance motor device 501 is different from the switched reluctance motor device 500 in the power circuit unit 100 only in the power circuit unit 100. Therefore, only the power circuit unit 100 will be described below, and description of the other parts will be omitted.

パワー回路部１００は、それぞれ直流電源ＢＴに接続された第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）を備えている。また、第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）は、それぞれ並列に接続されている。   The power circuit unit 100 includes first to fourth half bridge circuits (101, 102, 103, 104) connected to the DC power source BT, respectively. The first to fourth half bridge circuits (101, 102, 103, 104) are connected in parallel.

第１のハーフブリッジ回路１０１は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ１は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ２は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。同様に、第２のハーフブリッジ回路１０２は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ３は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ４は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。また、第３のハーフブリッジ回路１０３は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ５、Ｓ６）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ５は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ６は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。そして、第４のハーフブリッジ回路１０４は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ７、Ｓ８）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ７は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ８は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。   The first half-bridge circuit 101 includes semiconductor switch elements (S1, S2) connected in series with each other. The semiconductor switch element S1 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT, and the semiconductor switch element S2 is It is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT. Similarly, the second half-bridge circuit 102 includes semiconductor switch elements (S3, S4) connected in series to each other, and the semiconductor switch element S3 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT, Element S4 is connected to the cathode (-) of DC power supply BT. The third half-bridge circuit 103 includes semiconductor switch elements (S5, S6) connected in series with each other, and the semiconductor switch element S5 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT. S6 is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT. The fourth half-bridge circuit 104 includes semiconductor switch elements (S7, S8) connected in series with each other, and the semiconductor switch element S7 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT. S8 is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT.

Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の一端（Ｕａ、Ｖａ、Ｖｂ）は互いに中性点Ｎにて接続されており、中性点Ｎは第１のハーフブリッジ回路１０１の接続点ａに接続される。また、Ｕ相の電気巻線の他端Ｕｂは、第２のハーフブリッジ回路１０２の接続点ｂに接続され、Ｖ相の電気巻線の他端Ｖｂは、第３のハーフブリッジ回路１０３の接続点ｃに接続され、Ｗ相の電気巻線の他端Ｗｂは、第４のハーフブリッジ回路１０４の接続点ｄに接続される。   One ends (Ua, Va, Vb) of the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are connected to each other at a neutral point N, and the neutral point N is the first half. Connected to the connection point a of the bridge circuit 101. The other end Ub of the U-phase electrical winding is connected to the connection point b of the second half-bridge circuit 102, and the other end Vb of the V-phase electrical winding is connected to the third half-bridge circuit 103. The other end Wb of the W-phase electrical winding is connected to the point c, and is connected to the connection point d of the fourth half-bridge circuit 104.

第２の通電信号出力部２７は、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）にそれぞれ接続されており、半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）には、第２の通電信号出力部２７から第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。   The second energization signal output unit 27 is connected to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half bridge circuits (102, 103, 104), respectively. The first to third PWM signals (P1, P2, P3) are supplied from the second energization signal output unit 27 to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8).

一方、出力切替部３３は、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）にそれぞれ接続されており半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）には、出力切替部３３から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される   On the other hand, the output switching unit 33 is connected to the semiconductor switch elements (S1, S2) included in the first half-bridge circuit 101, and the semiconductor switch elements (S1, S2) are connected to the first to third switching elements from the output switching unit 33 to the first. The third timing signal (M1, M2, M3) or the first to third PWM signals (P1, P2, P3) are supplied.

上記では、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に出力切替部３３がそれぞれ接続されているが、これに限定されない。すなわち、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に出力切替部３３がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続されてもよい。   In the above, the second energization signal output unit 27 is connected to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half-bridge circuits (102, 103, 104), respectively. The output switching unit 33 is connected to each of the semiconductor switch elements (S1, S2) included in the first half bridge circuit 101, but is not limited thereto. That is, the output switching unit 33 is connected to each of the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half bridge circuits (102, 103, 104), and the first half bridge circuit (102, 103, 104). The second energization signal output unit 27 may be connected to the semiconductor switch elements (S1, S2) provided in the bridge circuit 101, respectively.

次に、この発明の第２の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０２を図８に基づいて説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０２におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０に比して選択モジュール部４０に対して、選択モジュール部４１のみが異なる。そのため、以下では主に選択モジュール部４１について説明し、その他の部分については説明を省略する。     Next, a switched reluctance motor device 502 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The switched reluctance motor control device 1 in the switched reluctance motor device 502 is different from the switched reluctance motor device 50 of the first embodiment only in the selection module unit 41 with respect to the selection module unit 40. Therefore, the selection module unit 41 will be mainly described below, and description of the other parts will be omitted.

選択モジュール４１は、回転速度検出部２８と、電流閾値メモリ３４、回転閾値メモリ３５、動作モード判別部３６、および出力切替部３３とを備える。   The selection module 41 includes a rotation speed detection unit 28, a current threshold memory 34, a rotation threshold memory 35, an operation mode determination unit 36, and an output switching unit 33.

回転速度検出部２８は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度を演算し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。   The rotation speed detection unit 28 is connected to the rotation position detection unit 21, calculates the rotation speed of the rotor 203 provided in the switched reluctance motor 200 based on the switching signal supplied from the rotation position detection unit 21, and rotates. The rotation speed signal corresponding to is output.

電流閾値メモリ３４には、予め定められた電流閾値Ｉｓが記憶されており、回転閾値メモリ３５には、予め定められた第３の回転数信号Ｎ３が記憶されている。   The current threshold memory 34 stores a predetermined current threshold Is, and the rotation threshold memory 35 stores a predetermined third rotation speed signal N3.

動作モード判別部３６は、回転速度検出部２８、電流検出部２３、電流閾値メモリ３４、回転閾値メモリ３５、および回転位置検出部２１に接続されている。そして、動作モード判別部３６には、回転速度検出部２８から回転速度信号が供給され、電流検出部２３から電流値信号が供給されるとともに、電流閾値メモリ３４から電流閾値信号Ｉｓ、回転閾値メモリ３５から第３の回転数信号N３がそれぞれ供給されるとともに、回転位置検出部２１から切替信号が供給される。   The operation mode determination unit 36 is connected to the rotation speed detection unit 28, the current detection unit 23, the current threshold memory 34, the rotation threshold memory 35, and the rotation position detection unit 21. The operation mode determination unit 36 is supplied with a rotation speed signal from the rotation speed detection unit 28 and a current value signal from the current detection unit 23, and also has a current threshold value signal Is and a rotation threshold value memory from the current threshold memory 34. A third rotation speed signal N3 is supplied from 35, and a switching signal is supplied from the rotation position detector 21.

上記の切替信号は、第１の実施形態と同様に第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の切替を通知するものである。そして、この切替信号により、スイッチ制御装置２０から供給される制御信号は、第１のHブリッジ回路１１から第２のHブリッジ回路１２に切替えられる。同様に、この切替信号により、スイッチ制御装置２０から供給される制御信号は、第２のHブリッジ回路１２から第３のHブリッジ回路１３に切替えるとともに、第３のHブリッジ回路１３から第１のHブリッジ回路１１に切替えられる。   The above switching signal notifies the switching of the control signal to the first to third H bridge circuits (11, 12, 13) as in the first embodiment. Then, by this switching signal, the control signal supplied from the switch control device 20 is switched from the first H bridge circuit 11 to the second H bridge circuit 12. Similarly, by this switching signal, the control signal supplied from the switch control device 20 is switched from the second H bridge circuit 12 to the third H bridge circuit 13, and from the third H bridge circuit 13 to the first H bridge circuit 13. It is switched to the H bridge circuit 11.

この切替信号により、スイッチ制御装置２０から第１から第３のHブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の供給が開始される。すなわち、この制御信号の供給の開始により、第１のHブリッジ回路１１が接続されるU相の電気巻線Uへの通電が開始され、第２のHブリッジ回路１２が接続されるV相の電気巻線Vへの通電が開始され、第３のHブリッジ回路１３が接続されるW相の電気巻線Wへの通電が開始される。   By this switching signal, supply of control signals from the switch control device 20 to the first to third H bridge circuits (11, 12, 13) is started. That is, when the supply of the control signal is started, energization to the U-phase electrical winding U to which the first H bridge circuit 11 is connected is started, and the V phase to which the second H bridge circuit 12 is connected is started. Energization to the electric winding V is started, and energization to the W-phase electric winding W to which the third H bridge circuit 13 is connected is started.

次に、動作モード判別部３６の基本動作について説明する。上記のように、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０２は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ装置５０２に備わるスイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。この車両が、図１８と同様に登り坂に停車した状態から後退方向に進み、スイッチトリラクタンスモータ２００に備えられたロータ２０３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転し、予め定められた所定の条件が成立した場合に、動作モード判別部３６は動作する。   Next, the basic operation of the operation mode determination unit 36 will be described. As described above, the switched reluctance motor device 502 of the present embodiment is mounted on a vehicle (not shown), and the switched reluctance motor device 200 provided in the switched reluctance motor device 502 is used as a prime mover for driving the vehicle. Used. The vehicle advances in the backward direction from the state of stopping on the uphill as in FIG. 18, and the rotor 203 provided in the switched reluctance motor 200 rotates in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E. The operation mode determination unit 36 operates when a predetermined condition is established.

以下、図９に示すフローチャートに基づき、本実施の形態の動作モード判別部３６と、動作モード判別部３６を備えるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１全体の動作について説明する。   Hereinafter, based on the flowchart shown in FIG. 9, the operation | movement of the control apparatus 1 for switched reluctance motors 1 provided with the operation mode discrimination | determination part 36 of this Embodiment and the operation mode discrimination | determination part 36 is demonstrated.

回転位置検出部２１から供給される上記のようにU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）への通電を開始させる切替信号が回転位置検出部２１から動作モード判別部３６に供給されると、以下に示す一連の処理が開始される（S２０１）。まず、動作モード判別部３６では、ソフトチョッピングモードが選択され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードで動作する（S２０２）。   As described above, a switching signal for starting energization of the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) supplied from the rotational position detector 21 is determined from the rotational position detector 21 as to the operation mode. When supplied to the unit 36, the following series of processing is started (S201). First, the operation mode determination unit 36 selects the soft chopping mode, and the switched reluctance motor control device 1 operates in the soft chopping mode (S202).

その後、回転速度検出部２８にてロータ２０３の回転速度が検出され、回転速度に対応する回転速度信号が供給される（S２０３）。そして、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号と、回転閾値メモリ３５から供給される第３の回転数信号Ｎ３が比較される（S２０４）。その結果、回転速度信号が第３の回転数信号Ｎ３以上であると判断された場合には、電流検出部２３で電流値が検出され、電流値に対応する電流値信号が出力され（S２０５）、その後、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作しているか判断される（S２０６）。一方、処理S ２０４にて、回転速度信号が第３の回転数信号Ｎ３未満であるとであると判断された場合には、通電終了か否か判断される（S２０９）。   Thereafter, the rotational speed detection unit 28 detects the rotational speed of the rotor 203, and a rotational speed signal corresponding to the rotational speed is supplied (S203). Then, the rotation speed signal supplied from the rotation speed detector 28 is compared with the third rotation speed signal N3 supplied from the rotation threshold value memory 35 (S204). As a result, when it is determined that the rotation speed signal is greater than or equal to the third rotation speed signal N3, the current value is detected by the current detector 23, and a current value signal corresponding to the current value is output (S205). Thereafter, it is determined whether the switched reluctance motor control device 1 is operating in the soft chopping mode (S206). On the other hand, if it is determined in process S204 that the rotational speed signal is less than the third rotational speed signal N3, it is determined whether or not energization is completed (S209).

処理S２０６にて、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作していると判断された場合は、電流検出部２３から供給される電流値信号と、電流閾値メモリ３４から供給される電流閾値信号Ｉｓとが比較される（S２０７）。その結果、電流値信号が電流閾値信号Ｉｓ以上であると判断された場合には、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードで動作する（S２０８）。一方、処理S ２０６にて、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作していないと判断された場合は、通電終了か否か判断される（S２０９）。同様に、処理S２０７にて、電流値信号が電流閾値信号Ｉｓ未満であると判断され場合も、通電終了か否か判断される（S２０９）。   When it is determined in process S206 that the switched reluctance motor control device 1 is operating in the soft chopping mode, the current value signal supplied from the current detection unit 23 and the current threshold value memory 34 are supplied. The current threshold signal Is is compared (S207). As a result, when it is determined that the current value signal is equal to or greater than the current threshold signal Is, the switched reluctance motor control device 1 operates in the hard chopping mode (S208). On the other hand, if it is determined in process S206 that the switched reluctance motor control device 1 is not operating in the soft chopping mode, it is determined whether or not the energization is completed (S209). Similarly, when it is determined in process S207 that the current value signal is less than the current threshold signal Is, it is also determined whether or not energization is completed (S209).

処理S２０９にて、通電終了か否か判断し、通電終了でないと判断された場合には、再度、処理S２０３からの処理が実行される。一方、処理S２０９にて、通電終了であると判断された場合には通電を終了し（S２１０）、一連の処理が終了する。   In process S209, it is determined whether or not energization is completed. If it is determined that energization is not completed, the processes from process S203 are executed again. On the other hand, if it is determined in step S209 that the energization has been completed, the energization is terminated (S210), and the series of processes is terminated.

次に、図１０に示すタイミングチャートに基づき、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について説明する。なお、同図においては、ロータ２０３は、予め定められた指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに回転しており、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、既に第３の回転速度信号Ｎ３以上である。   Next, the operation of the switched reluctance motor control device 1 will be described based on the timing chart shown in FIG. In the figure, the rotor 203 rotates in the reverse direction R opposite to the predetermined designated direction E, and the rotation speed signal supplied from the rotation speed detection unit 28 has already reached the third rotation speed. The signal N3 or higher.

同図に示すように、第１のHブリッジ回路１１に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（S1H、S１L）が動作し、U相の電気巻線Uへの通電が開始される時刻T0では、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからの動作が開始される。その後、U相の電気巻線Uを流れる電流の電流値に対応する電流値信号Iｕが、目標電流値Iｒを超え、時刻T0ａにおいて、電流閾値信号Is以上となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからハードチョッピングモードに変更される。   As shown in the figure, the time T0 when the first and second semiconductor switch elements (S1H, S1L) provided in the first H-bridge circuit 11 are operated and energization to the U-phase electric winding U is started. Then, the switched reluctance motor control device 1 starts the operation from the soft chopping mode. Thereafter, when the current value signal Iu corresponding to the current value of the current flowing through the U-phase electric winding U exceeds the target current value Ir and becomes equal to or greater than the current threshold signal Is at time T0a, the switched reluctance motor control device 1 is changed from the soft chopping mode to the hard chopping mode.

同様に、Ｖ相の電気巻線Ｖへの通電が開始される時刻T１では、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからの動作が開始される。その後、U相の電気巻線Uを流れる電流の電流値に対応する電流値信号Iｕが、目標電流値Iｒを超え、時刻T1ａにおいて、電流閾値信号Is以上となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからハードチョッピングモードに変更される。   Similarly, at time T1 when energization to the V-phase electric winding V is started, the switched reluctance motor control device 1 starts operation from the soft chopping mode. After that, when the current value signal Iu corresponding to the current value of the current flowing through the U-phase electric winding U exceeds the target current value Ir and becomes equal to or greater than the current threshold signal Is at time T1a, the switched reluctance motor control device 1 is changed from the soft chopping mode to the hard chopping mode.

本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が電流閾値Ｉｓ以上となったときに、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作する。このように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作し、供給モードと回生モードを繰り返して実行することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流を直流電源ＢＴに回生することができる。   In the present embodiment, when the current value of the current (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) becomes equal to or greater than the current threshold Is, the switch The control device 1 for the reluctance motor operates in the hard chopping mode. As described above, the switched reluctance motor control device 1 operates in the above-described hard chopping mode, and repeatedly executes the supply mode and the regeneration mode, whereby the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be regenerated in the DC power supply BT.

そのため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を低減させることができ、パワー回路部１０に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがない。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることができる。   Therefore, the current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be reduced. Circuit elements such as the second semiconductor switch elements (S1H, S1L, S2H, S2L, S3H, S3L) are not damaged. The current values of the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) can be made to coincide with the target current value Ir.

上記のようにソフトチョッピングモードの場合では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が、上記のキャリア周波数と略同一の周波数で変動することがなく、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率を向上させることができる。   In the soft chopping mode as described above, the currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are substantially the same as the above carrier frequencies. The input / output efficiency of the switched reluctance motor device 500 as a whole can be improved without fluctuation in frequency.

本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への通電が開始されるときは、ハードチョッピングモードではなく、ソフトチョッピングモードで動作を開始することとしているため、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率が向上する。   The switched reluctance motor control device 1 of the present embodiment is not in the hard chopping mode when energization to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) is started. Since the operation is started in the soft chopping mode, the input / output efficiency of the switched reluctance motor device 500 as a whole is improved.

次に、図１１に基づきこの発明の第２の実施形態の他のバリエーションのスイッチトリラクタンスモータ装置５０３について説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０３におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、上記に示したスイッチトリラクタンスモータ装置５０２に比してパワー回路部１０に対して、パワー回路部１００のみが異なる。そのため、以下ではパワー回路部１００についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。     Next, a switched reluctance motor device 503 according to another variation of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The switched reluctance motor control device 1 in the switched reluctance motor device 503 is different from the switched reluctance motor device 502 in the power circuit unit 10 only in the power circuit unit 100. Therefore, only the power circuit unit 100 will be described below, and description of the other parts will be omitted.

パワー回路部１００は、それぞれ直流電源ＢＴに接続された第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）を備えている。また、第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）は、それぞれ並列に接続されている。   The power circuit unit 100 includes first to fourth half bridge circuits (101, 102, 103, 104) connected to the DC power source BT, respectively. The first to fourth half bridge circuits (101, 102, 103, 104) are connected in parallel.

第１のハーフブリッジ回路１０１は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ１は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ２は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。同様に、第２のハーフブリッジ回路１０２は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ３は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ４は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。また、第３のハーフブリッジ回路１０３は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ５、Ｓ６）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ５は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ６は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。そして、第４のハーフブリッジ回路１０４は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ７、Ｓ８）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ７は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ８は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。   The first half-bridge circuit 101 includes semiconductor switch elements (S1, S2) connected in series with each other. The semiconductor switch element S1 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT, and the semiconductor switch element S2 is It is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT. Similarly, the second half-bridge circuit 102 includes semiconductor switch elements (S3, S4) connected in series to each other, and the semiconductor switch element S3 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT, Element S4 is connected to the cathode (-) of DC power supply BT. The third half-bridge circuit 103 includes semiconductor switch elements (S5, S6) connected in series with each other, and the semiconductor switch element S5 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT. S6 is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT. The fourth half-bridge circuit 104 includes semiconductor switch elements (S7, S8) connected in series with each other, and the semiconductor switch element S7 is connected to the anode (+) of the DC power supply BT. S8 is connected to the cathode (-) of the DC power supply BT.

Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の一端（Ｕａ、Ｖａ、Ｖｂ）は互いに中性点Ｎにて接続されており、中性点Ｎは第１のハーフブリッジ回路１０１の接続点ａに接続される。また、Ｕ相の電気巻線の他端Ｕｂは、第２のハーフブリッジ回路１０２の接続点ｂに接続され、Ｖ相の電気巻線の他端Ｖｂは、第３のハーフブリッジ回路１０３の接続点ｃに接続され、Ｗ相の電気巻線の他端Ｗｂは、第４のハーフブリッジ回路１０４の接続点ｄに接続される。   One ends (Ua, Va, Vb) of the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings (U, V, W) are connected to each other at a neutral point N, and the neutral point N is the first half. Connected to the connection point a of the bridge circuit 101. The other end Ub of the U-phase electrical winding is connected to the connection point b of the second half-bridge circuit 102, and the other end Vb of the V-phase electrical winding is connected to the third half-bridge circuit 103. The other end Wb of the W-phase electric winding connected to the point c is connected to the connection point d of the fourth half-bridge circuit 104.

第２の通電信号出力部２７は、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）にそれぞれ接続されており、半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）には、第２の通電信号出力部２７から第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。   The second energization signal output unit 27 is connected to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half bridge circuits (102, 103, 104), respectively. The first to third PWM signals (P1, P2, P3) are supplied from the second energization signal output unit 27 to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8).

一方、出力切替部３３は、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）にそれぞれ接続されており半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）には、出力切替部３３から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される   On the other hand, the output switching unit 33 is connected to the semiconductor switch elements (S1, S2) included in the first half-bridge circuit 101, and the semiconductor switch elements (S1, S2) are connected to the first to third switching elements from the output switching unit 33 to the first. The third timing signal (M1, M2, M3) or the first to third PWM signals (P1, P2, P3) are supplied.

上記では、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に出力切替部３３がそれぞれ接続されているが、これに限定されない。すなわち、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に出力切替部３３がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続されてもよい。   In the above, the second energization signal output unit 27 is connected to the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half-bridge circuits (102, 103, 104), respectively. The output switching unit 33 is connected to each of the semiconductor switch elements (S1, S2) included in the first half-bridge circuit 101, but is not limited thereto. That is, the output switching unit 33 is connected to each of the semiconductor switch elements (S3, S4, S5, S6, S7, S8) provided in the second to fourth half bridge circuits (102, 103, 104), and the first half bridge circuit (102, 103, 104). The second energization signal output unit 27 may be connected to the semiconductor switch elements (S1, S2) provided in the bridge circuit 101, respectively.

１ スイッチトリラクタンスモータ用制御装置
２ 回転位置検出装置
３ 電流検出装置
３ｕ U相の電流値検出装置
３ｖ V相の電流値検出装置
３ｗ W相の電流値検出装置
１０ パワー回路部
１１ 第１のＨブリッジ
１２ 第２のＨブリッジ
１３ 第３のＨブリッジ
２０ スイッチ制御装置
２１ 回転位置検出部
２２ 第１の通電信号出力部
２３ 電流検出部
２４ 電流指令部
２５ 電流値比較部
２６ PWM出力部
２７ 第２の通電信号出力部
２８ 回転速度検出部
２９ 電流閾値メモリ
３０ 第１の回転閾値メモリ
３１ 第２の回転閾値メモリ
３２、３６ 動作判別部
３３ 出力切替部
４０、４１ 選択モジュール部
４１ 選択モジュール部
１００ パワー回路部
１０１ 第１のハーフブリッジ回路
１０２ 第２のハーフブリッジ回路
１０３ 第３のハーフブリッジ回路
１０４ 第４のハーフブリッジ回路
２００ スイッチトリラクタンスモータ
２０１ ステータ
２０２ ステータコア
２０２ａ 突極
２０３ ロータ
５００〜５０３ スイッチトリラクタンスモータ装置
U U相の電気巻線
V V相の電気巻線
W W相の電気巻線
Ua 一端
Ub 他端
Va 一端
Vb 他端
Wa 一端
Wb 他端
BT 直流電源
CA キャパシタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switch reluctance motor control apparatus 2 Rotational position detection apparatus 3 Current detection apparatus 3u U-phase current value detection apparatus 3v V-phase current value detection apparatus 3w W-phase current value detection apparatus 10 Power circuit section
11 First H-bridge
12 Second H-bridge
13 Third H-bridge
20 Switch control device
21 Rotation position detector
22 1st energization signal output part 23 Current detection part
24 Current command section
25 Current value comparator
26 PWM output section
27 Second energization signal output unit 28 Rotational speed detection unit 29 Current threshold memory 30 First rotation threshold memory 31 Second rotation threshold memory 32, 36 Operation determination unit 33 Output switching unit 40, 41 Selection module unit 41 Selection module Part
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power circuit part 101 1st half bridge circuit 102 2nd half bridge circuit 103 3rd half bridge circuit 104 4th half bridge circuit 200 Switch reluctance motor 201 Stator 202 Stator core 202a Salient pole 203 Rotor 500-503 switch Trilactance motor device
UU phase electrical winding
VV phase electrical winding
WW phase electrical winding
Ua one end
Ub other end
Va one end
Vb other end
Wa one end
Wb other end
BT DC power supply
CA capacitor

Claims (8)

電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータとを有するスイッチトリラクタンスモータの前記電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記電気巻線の他端との間に接続され、前記電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備えるＨブリッジ回路と、
前記回転位置検出装置と、前記Ｈブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子とに接続され、前記第１および第２の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、
前記第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 Switched reluctance motor control device for supplying a current from a DC power source to the electric winding of a switched reluctance motor having a stator provided with an electric winding and a rotor rotatably arranged with respect to the stator In
A rotational position detector for detecting the rotational speed of the rotor and outputting a rotational speed signal corresponding to the rotational speed;
A first terminal connected between one pole of the DC power supply and one end of the electric winding, and controls the permission or prohibition of current flow between the one pole of the DC power supply and one end of the electric winding; A semiconductor switching element, a diode connected between one end of the electric winding and the other pole of the DC power supply, and allowing a current to flow from the other pole of the DC power supply to the electric winding; A diode connected between the one pole of the DC power supply and the other end of the electric winding, and allowing a current flow from the electric winding to the one pole of the DC power supply; A second coil connected between a winding and the other pole of the DC power supply, and for controlling permission or prohibition of current flow between the one end of the electric winding and the other pole of the DC power supply; An H-bridge circuit comprising:
A switch control device connected to the rotational position detection device and the first and second semiconductor switch elements included in the H-bridge circuit and supplying a control signal to the first and second semiconductor switch elements;
The switch control device includes:
When the rotational speed signal supplied from the rotational position detection device determines that the rotor is rotating in a specified direction, or less than a first rotational speed predetermined in a direction opposite to the specified direction. If it is determined that it is rotating,
An ON signal that allows current flow is supplied to one of the first and second semiconductor switch elements, and the other of the first and second semiconductor switch elements is supplied. For semiconductor switch elements, it operates in a soft chopping mode that supplies an on / off signal that intermittently allows or prohibits the flow of current,
When it is determined by the rotation speed signal supplied from the rotation position detection device that the rotation of the rotor is rotating at the predetermined first rotation speed or more in the direction opposite to the designated direction,
Switched reluctance motor control, wherein the first and second semiconductor switching elements operate in a hard chopping mode that supplies an on / off signal that permits or prohibits current flow intermittently at substantially the same time. apparatus. 前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、前記電流値検出装置に接続され、前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記ハードチョッピングモードで動作する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用制御装置。 A current value detection device that detects a current value of a current flowing through the electric winding and outputs a current value signal corresponding to the current value;
The switch control device is connected to the current value detection device, and the rotation of the rotor rotates in a direction opposite to the specified direction at a first rotation number or more by a rotation number signal supplied from the rotation position detection device. When it is determined that the current value of the current flowing through the electric winding exceeds a predetermined current value based on the current value signal supplied from the current value detection device,
2. The switched reluctance motor control device according to claim 1, wherein the control device operates in the hard chopping mode. 前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第１の回転数より小さい予め定められた第２の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項２に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 The switch control device determines that the rotor is rotating in a direction opposite to the designated direction at a predetermined second rotation speed or less smaller than the first rotation speed after operating in the hard chopping mode. When
3. The switched reluctance motor control device according to claim 2, wherein the control device operates again in the soft chopping mode. U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第１１の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第１２の半導体スイッチ素子とを有する第１のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１３の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１４の半導体スイッチ素子とを有する第２のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１５の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１６の半導体スイッチ素子とを有する第３のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１７の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１８の半導体スイッチ素子とを有する第４のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記パワー回路部に備わる第１から第８の半導体スイッチ素子とに接続され、前記第１１から第１８の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子、および前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 One end of each of the switched reluctance motors having a stator having U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings and a rotor rotatably disposed with respect to the stator is neutralized. In the control device for a switched reluctance motor for supplying current from a DC power source to the connected U-phase, V-phase and W-phase electrical windings,
A rotational position detector for detecting the rotational speed of the rotor and outputting a rotational speed signal corresponding to the rotational speed;
Connected between one pole of the DC power supply and a neutral point to which one end of the U phase, V phase and W phase is connected, between one pole of the DC power supply and the neutral point An eleventh semiconductor switching element that controls on / off of a current flow is connected between the neutral point and the other pole of the DC power supply, and between the neutral point and the other pole of the DC power supply. A first half bridge having a twelfth semiconductor switch element for controlling on / off of the current flow of
Connected between one pole of the DC power supply and the other end of the U-phase, and controls permission or prohibition of current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the U-phase. 13 semiconductor switch elements are connected between the other end of the U phase and the other pole of the DC power source, and the current flow between the other end of the U phase and the other pole of the DC power source A second half bridge having a fourteenth semiconductor switch element for controlling permission or prohibition;
A first control circuit is connected between one pole of the DC power supply and the other end of the V phase, and controls permission or prohibition of current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the V phase. 15 semiconductor switch elements are connected between the other end of the V phase and the other pole of the DC power supply, and the current flow between the other end of the V phase and the other pole of the DC power supply A third half bridge having a sixteenth semiconductor switch element for controlling permission or prohibition;
Connected between one pole of the DC power supply and the other end of the W phase, and controls whether to allow or prohibit current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the W phase. 17 is connected between the other semiconductor switch element and the other end of the W phase and the other pole of the DC power supply, and a current flow between the other end of the W phase and the other pole of the DC power supply. A power circuit unit comprising a fourth half bridge having an eighteenth semiconductor switch element that controls permissibility or prohibition;
A switch control device connected to the rotational position detection device and the first to eighth semiconductor switch elements provided in the power circuit unit, and for supplying a control signal to the eleventh to eighteenth semiconductor switch elements;
The switch control device includes:
When the rotational speed signal supplied from the rotational position detection device determines that the rotor is rotating in a specified direction, or less than a first rotational speed predetermined in a direction opposite to the specified direction. If it is determined that it is rotating,
One of the eleventh and twelfth semiconductor switch elements is supplied with an ON signal that allows current flow, and one of the thirteenth to eighteenth semiconductor switch elements is supplied. Operates in soft chopping mode, supplying an on / off signal that intermittently allows or prohibits the flow of current,
When it is determined by the rotation speed signal supplied from the rotation position detection device that the rotation of the rotor is rotating at the predetermined first rotation speed or more in the direction opposite to the designated direction,
An on / off signal for intermittently allowing or prohibiting the flow of current is supplied to any one of the eleventh or twelfth semiconductor switch elements and the thirteenth to eighteenth semiconductor switch elements at substantially the same time. Switched reluctance motor control device, characterized in that it operates in a hard chopping mode. 前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、前記電流値検出装置に接続され、前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記ハードチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項４に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 A current value detection device that detects a current value of a current flowing through the electric winding and outputs a current value signal corresponding to the current value;
The switch control device is connected to the current value detection device, and the rotation of the rotor rotates in a direction opposite to the specified direction at a first rotation number or more by a rotation number signal supplied from the rotation position detection device. When it is determined that the current value of the current flowing through the electric winding exceeds a predetermined current value based on the current value signal supplied from the current value detection device,
5. The switched reluctance motor control device according to claim 4, wherein the control device operates in the hard chopping mode. 前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第１の回転数より小さい予め定められた第２の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項５に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 The switch control device determines that the rotor is rotating in a direction opposite to the designated direction at a predetermined second rotation speed or less smaller than the first rotation speed after operating in the hard chopping mode. When
6. The switched reluctance motor control device according to claim 5, wherein the control device operates again in the soft chopping mode. U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記U相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記U相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記U相の電気巻線の他端との間に接続され、前記U相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記U相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記U相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容ないし禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備える第１のＨブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記V相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記V相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第３の電気アームと、
前記直流電源の前記一の極と前記V相の電気巻線の他端との間に接続され、前記V相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記V相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記V相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを有する第４の電気アームとを備える第２のＨブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記W相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記W相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第５の電気アームと、
前記直流電源の前記一の極と前記W相の電気巻線の他端との間に接続され、前記W相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記W相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記W相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを有する第６の電気アームとを備える第３のＨブリッジ回路とを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第１、第２および第３のＨブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子に接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第１、第２および第３のブリッジ回路に備わるそれぞれの第１および第２の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings of a switched reluctance motor having a stator having U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings, and a rotor that is rotatably arranged with respect to the stator In a control device for a switched reluctance motor that supplies current from a DC power source,
A rotational position detector for detecting the rotational speed of the rotor and outputting a rotational speed signal corresponding to the rotational speed;
A current value detection device that detects a current value of a current flowing through the electric winding and outputs a current value signal corresponding to the current value;
Connected between one pole of the DC power supply and one end of the U-phase electrical winding, and allowing current flow between the one pole of the DC power supply and one end of the U-phase electrical winding Alternatively, the first semiconductor switching element for controlling prohibition is connected between one end of the U-phase electric winding and the other pole of the DC power supply, and the U-phase electricity is supplied from the other pole of the DC power supply. A diode that allows a current to flow to the winding, and is connected between the one pole of the DC power source and the other end of the U-phase electrical winding, and from the U-phase electrical winding to the DC power source. A diode that allows a current to flow to the one pole, and the one end of the U-phase electrical winding connected between the U-phase electrical winding and the other pole of the DC power supply. A second semiconductor switching element that controls permission or prohibition of current flow between the other pole of the DC power source. And the H-bridge circuit,
Allowable current flow between one pole of the DC power source and one end of the V-phase electrical winding, connected between one pole of the DC power source and one end of the V-phase electrical winding Alternatively, the first semiconductor switch element for controlling prohibition is connected between one end of the V-phase electric winding and the other pole of the DC power supply, and the V-phase electricity is supplied from the other pole of the DC power supply. A third electrical arm having a diode that allows current flow to the winding;
Connected between the one pole of the DC power source and the other end of the V-phase electrical winding, allowing current flow from the V-phase electrical winding to the one pole of the DC power source. A diode, connected between the V-phase electrical winding and the other pole of the DC power supply, and between the one end of the V-phase electrical winding and the other pole of the DC power supply A second H-bridge circuit comprising: a fourth electric arm having a second semiconductor switching element that controls allowance or inhibition of the flow of
Allowable current flow between one pole of the DC power supply and one end of the W-phase electrical winding, connected between one pole of the DC power supply and one end of the W-phase electrical winding Alternatively, the first semiconductor switching element that controls prohibition, and one end of the W-phase electric winding connected to the other pole of the DC power source, and the W-phase electricity from the other pole of the DC power source. A fifth electric arm having a diode that allows current flow to the winding;
Connected between the one pole of the DC power supply and the other end of the W-phase electrical winding to allow current flow from the W-phase electrical winding to the one pole of the DC power supply A diode, connected between the W-phase electrical winding and the other pole of the DC power supply, and between the one end of the W-phase electrical winding and the other pole of the DC power supply A power circuit unit comprising: a third H-bridge circuit comprising a sixth electric arm having a second semiconductor switching element that controls permission or prohibition of the flow of
The rotational position detection device, the current value detection device, and the first and second semiconductor switch elements included in the first, second, and third H bridge circuits are connected and supplied from the rotational position detection device. Based on the rotation speed signal, a control signal is sequentially and selectively supplied to each of the first and second semiconductor switch elements provided in the first, second, and third bridge circuits in accordance with a predetermined energization pattern. And a switch control device for switching energization of the current supplied to the U-phase, V-phase and W-phase electrical windings,
The switch control device includes:
Initially switching the energization supplied to the U-phase, V-phase and W-phase electrical windings,
An ON signal that allows current flow is supplied to one of the first and second semiconductor switch elements, and the other of the first and second semiconductor switch elements is supplied. For semiconductor switch elements, it operates in a soft chopping mode that supplies an on / off signal that intermittently allows or prohibits the flow of current,
Based on the rotational speed signal supplied from the rotational position detection device, it is determined that the rotation of the rotor is rotating in a direction opposite to the designated direction at a first rotational speed or more, and is supplied from the current value detection device. When it is determined by the current value signal that the current value of the current flowing through the electrical winding exceeds a predetermined current value,
Switched reluctance motor control, wherein the first and second semiconductor switching elements operate in a hard chopping mode that supplies an on / off signal that permits or prohibits current flow intermittently at substantially the same time. apparatus. U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第１１の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第１２の半導体スイッチ素子とを有する第１のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１３の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１４の半導体スイッチ素子とを有する第２のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１５の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１６の半導体スイッチ素子とを有する第３のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１７の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１８の半導体スイッチ素子とを有する第４のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第１から第４のハーフブリッジ回路に備わる第１１から第１８の半導体スイッチ素子とに接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第１のハーフブリッジ回路に備わる第１１または第１２の半導体スイッチ素子、および第２から第４のハーフブリッジ回路に備わる第１３または第１８の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１３または第１８の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子、および前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つの半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。 One end of each of the switched reluctance motors having a stator having U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings and a rotor rotatably disposed with respect to the stator is neutralized. In the control device for a switched reluctance motor for supplying current from a DC power source to the connected U-phase, V-phase and W-phase electrical windings,
A rotational position detector for detecting the rotational speed of the rotor and outputting a rotational speed signal corresponding to the rotational speed;
A current value detection device that detects a current value of a current flowing through the electric winding and outputs a current value signal corresponding to the current value;
Connected between one pole of the DC power supply and a neutral point to which one end of the U phase, V phase and W phase is connected, between one pole of the DC power supply and the neutral point An eleventh semiconductor switching element that controls on / off of a current flow is connected between the neutral point and the other pole of the DC power supply, and between the neutral point and the other pole of the DC power supply. A first half bridge having a twelfth semiconductor switch element for controlling on / off of the current flow of
Connected between one pole of the DC power supply and the other end of the U-phase, and controls permission or prohibition of current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the U-phase. 13 semiconductor switch elements are connected between the other end of the U phase and the other pole of the DC power source, and the current flow between the other end of the U phase and the other pole of the DC power source A second half bridge having a fourteenth semiconductor switch element for controlling permission or prohibition;
A first control circuit is connected between one pole of the DC power supply and the other end of the V phase, and controls permission or prohibition of current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the V phase. 15 semiconductor switch elements are connected between the other end of the V phase and the other pole of the DC power supply, and the current flow between the other end of the V phase and the other pole of the DC power supply A third half bridge having a sixteenth semiconductor switch element for controlling permission or prohibition;
Connected between one pole of the DC power supply and the other end of the W phase, and controls whether to allow or prohibit current flow between the one pole of the DC power supply and the other end of the W phase. 17 is connected between the other semiconductor switch element and the other end of the W phase and the other pole of the DC power supply, and a current flow between the other end of the W phase and the other pole of the DC power supply. A power circuit unit comprising a fourth half bridge having an eighteenth semiconductor switch element that controls permissibility or prohibition;
The rotational position detection device, the current value detection device, and the eleventh to eighteenth semiconductor switch elements included in the first to fourth half-bridge circuits are connected to and supplied from the rotational position detection device. Based on the rotation number signal, according to a predetermined energization pattern, the eleventh or twelfth semiconductor switch elements included in the first half-bridge circuit and the thirteenth or eighteenth switches included in the second to fourth half-bridge circuits. A switch control device is provided that sequentially supplies a control signal to the semiconductor switch element and switches energization of current supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase electrical windings,
The switch control device includes:
Initially switching the energization supplied to the U-phase, V-phase and W-phase electrical windings,
An ON signal that allows current flow is supplied to one of the eleventh and twelfth semiconductor switch elements, and the other of the thirteenth and eighteenth semiconductor switch elements is supplied. For semiconductor switch elements, it operates in a soft chopping mode that supplies an on / off signal that intermittently allows or prohibits the flow of current,
Based on the rotational speed signal supplied from the rotational position detection device, it is determined that the rotation of the rotor is rotating in a direction opposite to the designated direction at a first rotational speed or more, and is supplied from the current value detection device. When it is determined by the current value signal that the current value of the current flowing through the electrical winding exceeds a predetermined current value,
Both the eleventh and twelfth semiconductor switch elements and the semiconductor switch element of any one of the thirteenth to eighteenth semiconductor switch elements intermittently flow the current substantially simultaneously. A control device for a switched reluctance motor, wherein the controller operates in a hard chopping mode that supplies an on / off signal that is permitted or prohibited.
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