JP2011211775A

JP2011211775A - モータ駆動用電源装置

Info

Publication number: JP2011211775A
Application number: JP2010074525A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kurokawa; 学黒川; Sadao Shinohara; 貞夫篠原; Junichi Ito; 淳一伊東
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nagaoka University of Technology NUC
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nagaoka University of Technology NUC
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP5531238B2

Abstract

【課題】装置構成が複雑化することを防止し、車両駆動用の電動機への最大印加電圧を増大可能とし、モータ駆動の各種の作動モードを適切に動作させる。
【解決手段】モータ駆動用電源装置１０において、マトリックスコンバータ１４の入力側端子１４ａは発電機１２に接続され、マトリックスコンバータ１４の出力側端子１４ｂはモータ１１に接続され、インバータ１５の直流側端子１５ａはバッテリ１３に接続され、インバータ１５の交流側端子１５ｂはモータ１１に接続されている。モータ１１は各相毎に独立した巻線３１を備え、各相毎に、巻線３１の一端はマトリックスコンバータ１４の出力側端子１４ｂに接続され、巻線３１の他端はインバータ１５の交流側端子１５ｂに接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動用電源装置に関する。

従来、例えば発電用の電動機と車両駆動用の電動機とをマトリックスコンバータを介して接続し、発電用の電動機とバッテリとの間および車両駆動用の電動機とバッテリとの間のそれぞれにインバータを接続した電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３４０４７０号公報

ところで、上記従来技術に係る電動車両によれば、２つの電動機毎にインバータが設けられていることから、装置構成が複雑化し、装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。
しかも、車両駆動用の電動機に対してマトリックスコンバータとインバータとが並列に接続されているだけであるから、車両駆動用の電動機（モータ）への最大印加電圧はマトリックスコンバータの最大出力電圧（つまり発電用の電動機の逆起電圧）に制限されてしまい、高圧化が困難であるという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装置構成が複雑化することを防止し、車両駆動用の電動機への最大印加電圧を増大可能とし、モータ駆動の各種の作動モードを適切に動作させることが可能なモータ駆動用電源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係るモータ駆動用電源装置は、モータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）と、発電機（例えば、実施の形態での発電機１２）と、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１３）と、マトリックスコンバータ（例えば、実施の形態でのマトリックスコンバータ１４）と、インバータ（例えば、実施の形態でのインバータ１５）とを備え、前記マトリックスコンバータの入力側端子（例えば、実施の形態での入力側端子１４ａ）は前記発電機に接続され、前記マトリックスコンバータの出力側端子（例えば、実施の形態での出力側端子１４ｂ）は前記モータに接続され、前記インバータの直流側端子（例えば、実施の形態での直流側端子１５ａ）は前記蓄電装置に接続され、前記インバータの交流側端子（例えば、実施の形態での交流側端子１５ｂ）は前記モータに接続され、前記モータは各相毎に独立した巻線（例えば、実施の形態での巻線３１）を備え、前記各相毎に、前記巻線の一端は前記マトリックスコンバータの前記出力側端子に接続され、前記巻線の他端は前記インバータの前記交流側端子に接続されている。

さらに、本発明の第２態様に係るモータ駆動用電源装置は、前記マトリックスコンバータの出力電圧（例えば、実施の形態での出力電圧Ｖｍｃ）と前記モータの逆起線間電圧（例えば、実施の形態での逆起電圧Ｖｅ）と前記インバータの交流側電圧（例えば、実施の形態での交流側電圧Ｖｉ）との振幅および位相を制御して、前記モータのトルク軸方向の電流がゼロとなるようにして、かつ、前記モータの界磁軸方向の電流を通電することにより、前記発電機の発電電力によって前記蓄電装置を充電する制御手段（例えば、実施の形態での制御装置１７）を備える。

さらに、本発明の第３態様に係るモータ駆動用電源装置では、前記制御手段は、前記マトリックスコンバータの前記出力電圧と、前記インバータの前記交流側電圧との相対的な電圧位相差を、電気角で１８０°だけずらして、前記発電機の前記発電電力および前記蓄電装置の出力電力によって前記モータを駆動する。これにより、モータの電圧を上昇させることができる。

さらに、本発明の第４態様に係るモータ駆動用電源装置では、前記制御手段は、前記発電機の始動時に、前記インバータから前記モータへの通電によって前記モータが回転停止状態となるようにして、前記蓄電装置の前記出力電力によって前記発電機を始動する。

本発明の第１態様に係るモータ駆動用電源装置によれば、順次、発電機とマトリックスコンバータとモータとインバータと蓄電装置とを直列に接続した装置構成によって、各種の動作を柔軟に、かつ制約を抑制して制御可能としつつ、装置構成が複雑化することを防止することができる。
各種の動作は、例えば、発電機によるモータの駆動と、発電機によるモータの駆動かつ蓄電装置の充電と、蓄電装置によるモータの駆動と、発電機によるモータの駆動を伴わない蓄電装置の充電と、蓄電装置による発電機の始動と、発電機およびバッテリによるモータの駆動とである。

例えば発電機によるモータの駆動では、モータの各相毎に独立した巻線を、後述するインバータのハイサイドアームあるいはローサイドアームを全てオン状態にすることにより、互いに接続して、中性点を生成することができる。

また、例えば蓄電装置によるモータの駆動では、モータの各相毎に独立した巻線を、後述するマトリックスコンバータにおいて、各スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の全て（もしくは、各スイッチＳ４，Ｓ５，Ｓ６の全て、もしくは各スイッチＳ７，Ｓ８，Ｓ９の全て）をオン状態にすることで、互いに接続して、中性点を生成することができる。

また、発電機によるモータの駆動かつ蓄電装置の充電では、マトリックスコンバータおよびインバータの各電力変換動作によってモータの駆動と蓄電装置の充電とを行なうことができる。

これらによれば、マトリックスコンバータの制御とインバータの制御とを組み合わせて、上述した各種の動作を行なうことができ、例えば蓄電装置と発電機およびモータとの間での電気エネルギーの授受のために、各発電機およびモータ毎にインバータを設ける必要が生じることを防止して、蓄電装置に対して１つのインバータを設けるだけの単純な装置構成とすることができる。

さらに、本発明の第２態様に係るモータ駆動用電源装置によれば、マトリックスコンバータの出力電圧と、モータの逆起電圧と、インバータの交流側電圧とを制御することで、トルク軸方向の電流をゼロにすることで、回転状態のモータにトルクが印加しないようにして、発電機およびマトリックスコンバータからモータおよび蓄電装置に通電を行なうことができる。これにより、発電機の発電電力によって蓄電装置を充電する際に、この充電に伴うトルクがモータに対して発生してしまうことを防止することができる。このため、例えばモータを車両駆動用モータとして用いる場合であっても、蓄電装置の充電時のトルク変動の発生により車両の乗員に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、本発明の第３態様に係るモータ駆動用電源装置によれば、モータへの最大印加電圧を、マトリックスコンバータの最大出力電圧に蓄電装置の出力電圧が加算された値とすることができ、例えば予めモータの各相毎の巻線が互いに接続されて中性点が生成されている場合に比べて、モータへの最大印加電圧を蓄電装置の出力電圧分だけ増大させることができる。

さらに、本発明の第４態様に係るモータ駆動用電源装置によれば、モータの回転停止状態を維持しつつ、蓄電装置の出力電力によって発電機を始動することができ、例えば発電機を始動するための特別な蓄電装置を設ける必要無しに、装置構成が複雑化することを防止して発電機を始動させることができる。

本発明の実施の形態に係るモータ駆動用電源装置の構成図である。本発明の実施の形態に係る双方向交流スイッチの構成図である。本発明の実施の形態に係るモード２の電圧ベクトル図である。本発明の実施の形態に係るモード４の電圧ベクトル図である。本発明の実施の形態に係るモード６の電圧ベクトル図である。本発明の実施の形態に係るモード６において、マトリックスコンバータの出力電圧Ｖｍｃと、インバータの交流側電圧Ｖｉと、モータ電圧Ｖｍｏとの変化の一例を示す図である。

以下、本発明のモータ駆動用電源装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態によるモータ駆動用電源装置１０は、例えば図１に示すように、車両駆動用の３相交流のモータ１１（例えば、ブラシレスＤＣモータなど）と、３相交流の発電機１２と、直流電源であるバッテリ１３と、マトリックスコンバータ１４と、インバータ１５と、交流フィルタ１６と、制御装置１７とを備えて構成されている。
そして、マトリックスコンバータ１４の入力側端子１４ａは発電機１２に接続され、マトリックスコンバータ１４の出力側端子１４ｂはモータ１１に接続され、インバータ１５の直流側端子１５ａはバッテリ１３に接続され、インバータ１５の交流側端子１５ｂはモータ１１に接続されている。

また、制御装置１７には、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃを検出する電圧センサ２１から出力される検出結果の信号と、モータ１１の逆起電圧Ｖｅを検出する電圧センサ２２から出力される検出結果の信号と、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉを検出する電圧センサ２３から出力される検出結果の信号と、モータ１１に通電する電流Ｉｅを検出する電流センサ２４から出力される検出結果の信号と、発電機１２に通電する電流Ｉｇを検出する電流センサ２５から出力される検出結果の信号とが入力されている。

３相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）交流のモータ１１は、各相毎に独立した（つまり、互いに接続されていない）巻線３１を備え、各相毎に、巻線３１の一端はマトリックスコンバータ１４の出力側端子１４ｂに接続され、巻線３１の他端はインバータ１５の交流側端子１５ｂに接続されている。
そして、モータ１１の駆動は、制御装置１７から出力される制御指令を受けて、少なくともマトリックスコンバータ１４またはインバータ１５によりおこなわれる。

３相（例えば、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の３相）交流の発電機１２は、例えば車両の内燃機関（図示略）などの駆動力により発電を行なう。

マトリックスコンバータ１４は、入力３相（例えば、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の３相）の入力側端子１４ａと出力３相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）の出力側端子１４ｂとが各相毎に３個からなる合計９個の双方向交流スイッチＳ１〜Ｓ９により接続されて構成され、入力側端子１４ａと出力側端子１４ｂとの間で双方向に任意の電圧および周波数で交流電力を直接に変換する。
双方向交流スイッチＳ１〜Ｓ９は、例えば図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、自己消弧形の半導体素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistorとダイオードなど）が逆並列に接続されて構成されている。
そして、双方向交流スイッチＳ１〜Ｓ９のオン（導通）／オフ（遮断）状態は、制御装置１７から出力されて双方向交流スイッチＳ１〜Ｓ９の各半導体素子のゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）された信号）によって切り替えられる。

インバータ１５は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータであって、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）がブリッジ接続されてなる３相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のブリッジ回路４１と、平滑コンデンサ４２とを備えて構成されている。

ブリッジ回路４１は、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイ側およびロー側Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬと、ハイ側およびロー側Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬとがブリッジ接続されている。そして、各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨはコレクタが正極側の直流側端子１５ａに接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬはエミッタが負極側の直流側端子１５ａに接続されてローサイドアームを構成している。そして、各相毎に、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのエミッタはローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのコレクタに接続され、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ−エミッタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向となるようにして、各ダイオードＤＵＨ，ＤＵＬ，ＤＶＨ，ＤＶＬ，ＤＷＨ，ＤＷＬが接続されている。

インバータ１５は、制御装置１７から出力されてブリッジ回路４１の各トランジスタのゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号によって駆動され、例えばモータ１１の駆動時などには、各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１３から出力される直流電力を３相交流電力に変換し、モータ１１の３相の巻線３１への通電を順次転流させることで、各相の巻線３１に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。一方、例えばモータ１１の回生時などには、モータ１１から出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３の充電などを行なう。

交流フィルタ１６は、例えばΔ結線されたコンデンサを備えて構成され、発電機１２とマトリックスコンバータ１４の入力側端子１４ａとの間に接続されて、マトリックスコンバータ１４の周波数変換動作による高調波電圧成分を低減する。

制御装置１７は、マトリックスコンバータ１４およびインバータ１５の電力変換動作を制御して、例えば下記表１に示す各動作モードの実行を制御する。

先ず、モード１において、発電機１２の発電電力によってモータ１１を駆動する場合には、マトリックスコンバータ１４において入力側端子１４ａに入力される発電機１２の発電電力（交流電力）を任意の電圧および周波数で交流電力に変換（交流−交流変換）して出力側端子１４ｂから出力させる。このとき、インバータ１５のブリッジ回路４１においてハイサイドアームの全てのトランジスタをオン状態かつローサイドアームの全てのトランジスタをオフ状態、あるいは、ハイサイドアームの全てのトランジスタをオフ状態かつローサイドアームの全てのトランジスタをオン状態として、インバータ１５の交流側端子１５ｂを互いに接続することによって、モータ１１の３相の巻線３１を互いに接続して中性点を生成する。

また、モード２において、発電機１２の発電電力によってモータ１１を駆動すると共にバッテリ１３を充電する場合には、モータ１１を駆動するための電圧（モータ電圧）Ｖｍｏと、バッテリ１３に充電するための電圧（つまり、インバータ１５の交流側端子１５ｂの交流側電圧）Ｖｉと、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃとを、例えば図３に示すように印加して制御を行なう。つまり、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉはトルク軸方向に印加され、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃはモータ電圧Ｖｍｏと交流側電圧Ｖｉとがベクトル合成されて得られる電圧に等しい。

なお、モータ１１の界磁極の磁束方向であるｄ軸（界磁軸）と、このｄ軸に直交する方向であるｑ軸（トルク軸）とによるｄｑ座標は、モータ１１のロータ（図示略）に同期して回転角速度ωで回転する回転直交座標である。そして、モータ電圧Ｖｍｏは、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅおよび回転角速度ωによる誘起電圧（逆起電圧）Ｖｅ（＝ωＫｅ）と、ｑ軸電流Ｉｑおよび相抵抗ｒによる電圧（ｒＩｑ）と、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびｑ軸電流Ｉｑによる電圧（ωＬｑＩｑ）とがベクトル合成されて得られる。

モータ１１の逆起電圧Ｖｅは、モータ１１の回転に伴って発生する逆起電圧であって、運転者の駆動要求などに応じたモータ１１の回転状態（つまり、車両の走行状態）に応じて位相と振幅とが変化する。

マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃは、マトリックスコンバータ１４の電力変換（交流−交流変換）動作によって出力側端子１４ｂに発生する交流電圧であって、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉは、インバータ１５の電力変換（直流−交流変換）動作によって交流側端子１５ｂに発生する交流電圧である。そして、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃと、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉとは、モータ１１の回転状態とバッテリ１３の充電状態とに応じて位相と振幅とが制御される。

また、モード３において、バッテリ１３の直流電力によってモータ１１を駆動する場合には、インバータ１５において直流側端子１５ａに入力されるバッテリ１３の直流電力を、パルス幅変調（ＰＷＭ）された信号によって３相交流電力に変換（直流−交流変換）して交流側端子１５ｂから出力させる。このとき、マトリックスコンバータ１４において入力側の何れかの相（例えば、Ｘ相またはＹ相またはＺ相）で出力側の全相（例えば、Ｕ相およびＹ相およびＷ相の３相）に対応する双方向交流スイッチ（例えば、Ｘ相での双方向交流スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３など）をオン状態かつ他の双方向交流スイッチ（例えば、Ｙ，Ｚ相での双方向交流スイッチＳ４〜Ｓ９など）をオフ状態として、マトリックスコンバータ１４の出力側端子１４ｂを互いに接続することによって、モータ１１の３相の巻線３１を互いに接続して中性点を生成する。

また、モード４において、発電機１２の発電電力によってバッテリ１３を充電し、かつ、モータ１１を駆動しない（つまり、モータ１１からトルクを発生させない）場合には、例えばモータ１１の回転時であれば、例えば図４に示すように、トルク軸方向の電流（つまりｑ軸電流Ｉｑ）をゼロとし、界磁軸方向に電流（つまりｄ軸電流Ｉｄ）を通電する。
そして、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉをｄ軸電流Ｉｄの電流位相にあわせるようにしてインバータ１５を制御することによって、バッテリ１３を充電する。

この場合、モータ電圧Ｖｍｏは、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅおよび回転角速度ωによる誘起電圧（逆起電圧）Ｖｅ（＝ωＫｅ）と、ｄ軸電流Ｉｄおよび相抵抗ｒによる電圧（ｒＩｄ）と、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｄ軸電流Ｉｄによる電圧（ωＬｄＩｄ）とがベクトル合成されて得られる。

また、モード５において、発電機１２が停止している状態でバッテリ１３の出力電力によって発電機１２を始動させる場合には、インバータ１５の電力変換（直流−交流変換）動作によってモータ１１の回転位置を固定する制御を行なう。そして、マトリックスコンバータ１４では、インバータ１５による制御（つまり、モータ１１の回転位置を固定する制御）の結果として出力側端子１４ｂに発生する電圧（つまり電圧センサ２２により検出される電圧）にあわせて発電機１２が始動するように制御を行なう。

また、モード６において、発電機１２の発電電力およびバッテリ１３の出力電力によってモータ１１を駆動する場合には、例えば図５に示すように、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉをトルク軸方向の逆方向に印加するように制御する。つまり、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃと、インバータ１５の交流側電圧Ｖｉとの相対的な電圧位相差を、電気角で１８０°だけずらすように制御する。これにより、モータ１１に印加される電圧であるモータ電圧Ｖｍｏの最大値を増大させることが可能になる。
なお、モータ電圧Ｖｍｏは、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅおよび回転角速度ωによる誘起電圧（逆起電圧）Ｖｅ（＝ωＫｅ）と、ｑ軸電流Ｉｑおよび相抵抗ｒによる電圧（ｒＩｑ）と、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびｑ軸電流Ｉｑによる電圧（ωＬｑＩｑ）とがベクトル合成されて得られる。

このモード６では、発電機１２の発電電力のみによってモータ１１を駆動する場合に比べて、インバータ１５の交流側端子１５ｂにあらわれるバッテリ１３の出力電力を追加することが可能となり、モータ１１への最大印加電圧Ｖ_Ｍを増大させることができる。
つまり、マトリックスコンバータ１４で発電機１２の発電電力を電力変換する場合、マトリックスコンバータ１４の出力電圧Ｖｍｃは発電機１２の逆起電圧以下になり、モータ１１に印加される最大電圧は、発電機１２の最大出力電圧の０．８６６（（√３）／２）倍になる。
これに対して、モード６においては、例えば図６に示すように、発電機１２の発電電力およびバッテリ１３の出力電力によってモータ１１を駆動する場合のモータ１１への最大印加電圧Ｖ_Ｍは、マトリックスコンバータ１４の最大出力電圧Ｖｍａｘにバッテリ１３の出力電圧Ｖ_Ｂが加算された値（Ｖｍａｘ＋Ｖ_Ｂ）となる。

上述したように、本実施形態によるモータ駆動用電源装置１０によれば、順次、発電機１２とマトリックスコンバータ１４とモータ１１とインバータ１５とバッテリ１３とを直列に接続した装置構成によって、モード１〜モード５の各種の動作を柔軟に、かつ制約を抑制して制御可能としつつ、装置構成が複雑化することを防止することができる。

例えばモード１では、モータ１１の各相毎に独立した巻線３１を、インバータ１５において互いに接続して、中性点を生成することができる。
また、例えばモード３では、モータ１１の各相毎に独立した巻線３１を、マトリックスコンバータ１４において互いに接続して、中性点を生成することができる。
また、モード２では、マトリックスコンバータ１４およびインバータ１５の各電力変換動作によってモータ１１の駆動とバッテリ１３の充電とを行なうことができる。
これらによれば、マトリックスコンバータ１４の制御とインバータ１５の制御とを組み合わせて、モード１〜モード５の各種の動作を行なうことができ、例えばバッテリ１３と発電機１２およびモータ１１との間での電気エネルギーの授受のために、各発電機１２およびモータ１１毎にインバータを設ける必要が生じることを防止して、バッテリ１３に対して１つのインバータ１５を設けるだけの単純な装置構成とすることができる。

さらに、モード４において、トルク軸方向の電流をゼロにすることで、回転状態のモータ１１にトルクが印加しないようにして、発電機１２およびマトリックスコンバータ１４からモータ１１およびバッテリ１３に通電を行なうことができる。これにより、発電機１２の発電電力によってバッテリ１３を充電する際に、この充電に伴うトルクがモータ１１に対して発生してしまうことを防止することができる。このため、例えばモータ１１を車両駆動用モータとして用いる場合であっても、バッテリ１３の充電時のトルク変動の発生により車両の乗員に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、モード６において、モータ１１への最大印加電圧Ｖ_Ｍを、マトリックスコンバータ１４の最大出力電圧Ｖｍａｘにバッテリ１３の出力電圧Ｖ_Ｂが加算された値（Ｖｍａｘ＋Ｖ_Ｂ）とすることができ、例えば予めモータ１１の各相毎の巻線３１が互いに接続されて中性点が生成されている場合に比べて、モータ１１への最大印加電圧Ｖ_Ｍをバッテリ１３の出力電圧Ｖ_Ｂだけ増大させることができる。

さらに、モード５において、モータ１１の回転停止状態を維持しつつ、バッテリ１３の出力電力によって発電機１２を始動することができ、例えば発電機１２を始動するための特別な蓄電装置を設ける必要無しに、装置構成が複雑化することを防止して発電機１２を始動させることができる。

なお、上述した実施の形態において、モード５でモータ１１の回転位置を固定する制御は、例えば瞬時に正負が反転する通電をモータ１１に行なうことで、モータの停止状態を維持したり、例えばモータ１１の回転位置を検出する回転センサを備え、この回転センサから出力される検出結果の信号に基づき、モータ１１の回転を抑制するようにして、所定回転未満の正転と逆転とを交互に行なわせるなどである。

１０モータ駆動用電源装置
１１モータ
１２発電機
１３バッテリ（蓄電装置）
１４マトリックスコンバータ
１４ａ入力側端子
１４ｂ出力側端子
１５インバータ
１５ａ直流側端子
１５ｂ交流側端子
１７制御装置
３１巻線

Claims

モータと、発電機と、蓄電装置と、マトリックスコンバータと、インバータとを備え、
前記マトリックスコンバータの入力側端子は前記発電機に接続され、前記マトリックスコンバータの出力側端子は前記モータに接続され、
前記インバータの直流側端子は前記蓄電装置に接続され、前記インバータの交流側端子は前記モータに接続され、
前記モータは各相毎に独立した巻線を備え、前記各相毎に、前記巻線の一端は前記マトリックスコンバータの前記出力側端子に接続され、前記巻線の他端は前記インバータの前記交流側端子に接続されていることを特徴とするモータ駆動用電源装置。
前記マトリックスコンバータの出力電圧と前記モータの逆起電圧と前記インバータの交流側電圧との振幅および位相を制御して、前記モータのトルク軸方向の電流がゼロとなるようにして、かつ、前記モータの界磁軸方向の電流を通電することにより、前記発電機の発電電力によって前記蓄電装置を充電する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用電源装置。
前記制御手段は、前記マトリックスコンバータの前記出力電圧と、前記インバータの前記交流側電圧との相対的な電圧位相差を、電気角で１８０°だけずらして、前記発電機の前記発電電力および前記蓄電装置の出力電力によって前記モータを駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動用電源装置。
前記制御手段は、前記発電機の始動時に、前記インバータから前記モータへの通電によって前記モータが回転停止状態となるようにして、前記蓄電装置の前記出力電力によって前記発電機を始動することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載のモータ駆動用電源装置。