JP2013518549A - 多相電気機械を制御する方法およびデバイス - Google Patents

Abstract

多相電気機械（３０）は、並列である少なくとも２つのインバータ（１０_１、１０_２）によって制御され、各インバータは、機械の相の数に等しい幾つかの分岐（１０_１ａ、１０_１ｂ、１０_１ｃ；１０_２ａ、１０_２ｂ、１０_２ｃ）を有し、かつパルス幅変調（ＰＷＭ）によって制御される。あるインバータ分岐に欠陥があるという検出に応答して、欠陥のある分岐（１０_２ａ）は遮断され、かつ問題の相は対応する他の前記または各インバータ分岐（１０_１ａ）によって給電される。ＰＷＭは、問題の相の電流（Ｉ_ａ）の絶対値が（ｎ−１）Ｉ_ｍａｘ／ｎの８０％から１２０％までの範囲内のしきい値以上である間に、他の前記または各分岐（１０_１ａ）のパワースイッチを連続的かつ切換なしに導電性にするように修正される。但し、ｎはインバータの数であり、Ｉ_ｍａｘは相電流の最大値である。したがって、欠陥がある場合に正常運転より高い振幅の電流を送出できることを保証するように、パワースイッチのサイズ拡大を回避しながら各相上で略正弦波状電圧を発生し続けることが可能である。

Description

本発明は、多相電気機械を並列である複数のインバータによって制御することに関する。

より具体的には、本発明は、このような制御が高度の信頼性を提示しなければならない状況、例えば航空分野へ適用される。

図１には、３相電気機械を制御するための既知のデバイスが示されている。このデバイスは、個々の交流（ＡＣ）Ｉ_ａ、Ｉ_ｂおよびＩ_ｃを電気機械４の相巻線へ送る２つの３相インバータ１を有し、各インバータは各相電流の約半分を供給する。各インバータは、ブリッジ回路内に、例えばパワートランジスタである複数のスイッチ５を有する。各インバータは３つの分岐６を有し、その各々が、直流（ＤＣ）電源の２つの対抗端子＋Ｖおよび−Ｖ間に直列に接続される、かつ電気機械の個々の相へ接続されるポイント７の両側へ接続される２つのパワースイッチ５を備える。各インバータと電気機械との間には、３極遮断スイッチ８が接続される。回路９は、交流Ｉ_ａ、Ｉ_ｂおよびＩ_ｃを生成すべくＤＣ電源を変調するように、パワースイッチ５の切換をドライバ回路を介して制御する。典型的には、パルス幅変調（ＰＷＭ）が利用される。

インバータ分岐が欠陥を有する場合、欠陥のあるインバータは関連する遮断スイッチを開放することによって遮断され、よって相電流は全て他のインバータによって送出されなければならない。よって、他のインバータの各分岐は対応する相電流を全て送出し、よってこれはもはやその半分だけではない。したがって、パワースイッチは、（故障がない場合に）それが正常に送出する電流の２倍の振幅を有する電流を切換することができるように設計されなければならない。

図２には、３相電気機械を制御するための既知のデバイスの別の実施形態が示されている。この別の実施形態は、追加のインバータがその関連する遮断スイッチを伴って存在することにおいて図１の実施形態とは異なる。正常運転では、２つのインバータが動作状態にあって各々相電流の個々の半分を送出し、その間、第３のインバータは遮断されている。インバータ分岐が欠陥を有する場合、欠陥のあるインバータは関連する遮断スイッチを開放することによって遮断され、追加のインバータはその関連する遮断スイッチが閉じられて動作状態にされる。

上述の双方の構造では、パワースイッチの切換能力に関して、またはその他インバータの数に関しても、大規模な拡大が必要である。

本発明の目的は、多相電気機械が複数の並列するインバータによって、高度の信頼性で、かつこのようなサイズ拡大を必要とすることなく制御されることを可能にすることにある。

本発明の一態様によれば、この目的は、多相電気機械を並列である少なくとも２つの多相インバータにより制御する方法によって達成され、各インバータは電気機械の相の数に等しい幾つかの分岐を備え、かつ各分岐は、ＤＣ電源の対抗する２端子間に直列して接続される、かつ電気機械の電気位相へ接続されるポイントの両側へ接続される２つのパワースイッチを備え、
本方法は、インバータを、パワースイッチの切換を制御するようにパルス幅変調によって制御することと、インバータ分岐の欠陥を検出することを含み、
本方法においては、欠陥のあるインバータ分岐の検出に応答して、欠陥のある分岐が遮断され、欠陥のある分岐に対応する電気機械の相が他の対応する前記または各インバータ分岐によって給電され、かつパルス幅変調制御は、具体的には、関連する相電流の絶対値が

の８０％から１２０％までの範囲内のしきい値以上である間、但し、ｎはインバータの数であり、Ｉ_ｍａｘは最大相電流の絶対値である、かつ機械の各相で略正弦波状電圧の発生を継続する間に、他の対応する前記または各インバータ分岐のパワースイッチを連続的かつ切換なしに導電性にするように修正される。

したがって、それまでに欠陥のある分岐によって提供された相電流部分を引き継ぐ前記または各インバータ分岐において、パワースイッチは、前記または各分岐を流れる電流が故障のない状態における最大電流値に略等しい（２０％以内まで）しきい値より大きい振幅である間は切換する必要がない。当然ながら、動作中の他のインバータ分岐についても、平衡された交流相電流の送出を継続するように、ＰＷＭを欠陥検出以前に印加されたものと比較して修正する必要がある。

したがって、本発明による方法は、インバータ分岐の欠陥を、正常運転中より大きい振幅の電流を切換できるようにパワースイッチのサイズを拡大することなく、かつインバータの数に関する冗長性を必要とすることなく緩和し得ることにおいて卓越している。

好ましくは、３相電気機械を並列である２つのインバータによって制御する場合、欠陥のあるインバータ分岐に対応する各相電流周期の間、対応する他のインバータ分岐のパワースイッチは、前記周期の約１／３に渡って連続的かつ切換なしに導電性にされる。

ある実施形態において、欠陥のあるインバータ分岐は、インバータ分岐と電気機械の対応する相との間に接続される分岐アイソレータスイッチを開放することによって遮断される。

別の実施形態において、欠陥のあるインバータ分岐は、欠陥のある分岐のパワースイッチのドライバ回路を抑止することによって遮断される。

本発明の別の態様において、本発明は、多相電気機械を制御するための、かつ先に定義した方法を実装することに適する制御デバイスも提供する。

この目的は、
並列である少なくとも２つの多相インバータであって、各インバータは送出されるべき相電流の数に等しい幾つかの分岐を有し、かつ各分岐は、ＤＣ電源の対抗する２端子間に直列して接続される、かつ個々の相電流出力端子へ接続されるポイントの両側へ接続される２つのパワースイッチを有する少なくとも２つの多相インバータと、
パワースイッチの切換を制御する、インバータをパルス幅変調によって制御するための制御回路と、
インバータ分岐の欠陥を検出するための、制御回路へ接続されるシステムとを備える制御デバイスによって達成され、
このデバイスでは、欠陥のあるインバータ分岐の検出に応答して、インバータの制御回路は、
欠陥のあるインバータ分岐を、対応する相の電流が対応する他の前記または各インバータ分岐によって送出されるべく遮断するように、かつ、
パルス幅変調を、具体的には、問題の相電流の絶対値が

の８０％から１２０％までの範囲内のしきい値以上である間、但し、ｎはインバータの数であり、Ｉ_ｍａｘは最大相電流の絶対値である、かつ機械の各相で略正弦波状電圧の発生を継続する間に、対応する他の前記または各インバータ分岐のパワースイッチを連続的かつ切換なしに導電性にすべく修正するように調整される。

有利には、３相電気機械を並列である２つのインバータによって制御する場合、制御回路は、パルス幅変調を、具体的には対応する他のインバータ分岐のパワースイッチを相電流周期の約１／３に等しい個々の持続時間に渡って連続的かつ切換なしに導電性にさせるように修正することによって、欠陥のあるインバータ分岐の検出に対応するように調整される。

ある実施形態において、制御デバイスは、任意のインバータ分岐を対応する相電流出口から選択的に遮断することができるように、インバータ分岐の各々へ接続される個々の遮断スイッチを含む。

別の実施形態において、インバータ分岐のパワースイッチはドライバ回路を介して制御され、かつインバータの制御回路は、欠陥のある分岐のパワースイッチのドライバ回路の動作を抑止することによって欠陥のある分岐の検出に対応するように調整される。

そのさらに別の態様において、本発明は航空エンジンを始動するためのシステムを提供し、本システムは、エンジンシャフトを駆動すべくモータモードで動作するように制御される多相電気機械と、多相電気機械を制御するための、先に定義したようなデバイスとを備える。

本発明の他の特徴および優位点は、非限定的な表示によりかつ添付の図面を参照して行われる以下の説明を読めば明らかとなる。

先に述べた、多相電気機械のための先行技術による高信頼性制御デバイスの実施形態を示す略図である。 先に述べた、多相電気機械のための先行技術による高信頼性制御デバイスの実施形態を示す略図である。 多相電気機械のための本発明による制御デバイスの一実施形態を示す略図である。 図３のデバイスの１つのインバータ分岐を示す詳細図である。 欠陥がない状態での図３のデバイスにおいて、インバータ分岐におけるパワースイッチの切換を制御するパルスの通電率の変動を示す。 欠陥のあるインバータ分岐を検出した後の図３の制御デバイスを示す。 あるインバータ分岐に欠陥があることを検出してこれを遮断した後も活性状態のままである、図３のデバイスのインバータ分岐におけるスイッチの切換を制御するパルスの通電率の変動を示す。 インバータ分岐の欠陥を検出しかつ欠陥を処理するシーケンスにおける連続ステップを示す。 トルク調整との同期的電気機械を制御するための、本発明の一実施形態における制御デバイス内のインバータ制御回路を示す線図である。

図３は、３相電気機械３０を並列である２つの３相インバータ１０_１および１０_２によって制御するための、本発明による制御デバイス１０の一実施形態を示す線図である。

先に言及したように、本発明は、具体的には航空分野に適用される。電気機械３０は、例えばタービンエンジンである航空エンジンを始動するためのシステムにおける機械であってもよい。よって電気機械はエンジンのシャフトへ、始動時にこれを駆動するために機械的に結合され、電気機械は次に、電気モータモードで制御される。また、電気機械３０は、補助動力装置（ＡＰＵ）を始動するために、またはアクチュエータを起動するために用いられる機械であってもよい。

インバータ１０_１は、制御デバイスの個々の出力端子１２_ａ、１２_ｂおよび１２_ｃにおいて交流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂおよびＩ_１ｃを送出する３つの分岐１０_１ａ、１０_１ｂおよび１０_１ｃを有する。同様に、インバータ１０_２は、各々出力端子１２_ａ、１２_ｂおよび１２_ｃ上に交流Ｉ_２ａ、Ｉ_２ｂおよびＩ_２ｃを送出する３つの分岐１０_２ａ、１０_２ｂおよび１０_２ｃを有する。よって、電気機械３０のステータ巻線へ送出される相電流Ｉ_ａ、Ｉ_ｂおよびＩ_ｃは、Ｉ_ａ＝Ｉ_１ａ＋Ｉ_２ａ、Ｉ_ｂ＝Ｉ_１ｂ＋Ｉ_２ｂおよびＩ_ｃ＝Ｉ_１ｃ＋Ｉ_２ｃになる。インバータ１０_１および１０_２は類似する構造であって、正常運転では同じ方法で制御され、よって、電流Ｉ_１ａおよびＩ_２ａは同相でＩ_ａ／２に略等しい。同様に、電流Ｉ_１ｂおよびＩ_２ｂは同相でＩ_ｂ／２に略等しく、かつ電流Ｉ_１ｃおよびＩ_２ｃは同相でＩ_ｃ／２に略等しい。

インバータ分岐は、全て類似している。各分岐、例えば分岐１０_１ａ（図３および図４）は、各ＤＣ電力レール＋Ｖと−Ｖとの間に直列で接続される、かつ電流Ｉ_１ａが送出されるポイント１０６_１ａの両側へ接続される２つのスイッチ１０２_１ａおよび１０４_１ａを備える。スイッチ１０２_１ａおよび１０４_１ａは、典型的には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であるパワートランジスタによって形成される電子スイッチである。他のタイプのパワースイッチ、例えばＭＯＳＦＥＴトランジスタ、ＣＯＯＬＭＯＳ（Ｒ）トランジスタ、ＪＦＥＴトランジスタまたはサイリスタが用いられる可能性もある。ＤＣ電源は、外観が略正弦波である交流Ｉ_１ａを達成するようにパワートランジスタ１０２_１ａおよび１０４_１ａを切換することによって変調される。典型的には、ＰＷＭが利用される。スイッチングパルスは、一方が導電性であってもう一方が非導電性であるトランジスタの連続的な切換を制御するために、ドライバ回路１０８_１ａによってトランジスタ１０２_１ａおよび１０４_１ａのグリッドとエミッタとの間へ印加される。フリーホイールダイオード１１０_１ａおよび１１２_１ａは、ブリッジ分岐が出力電圧軸および出力電流軸によって画定される４象限において動作できるようにするために、トランジスタ１０２_１ａおよび１０４_１ａのコレクタとエミッタとの間に接続される。

脱飽和検出器回路１１４_１ａは、トランジスタが導電状態となるように制御される場合にトランジスタのコレクタとエミッタとの間の電圧を表す情報を収集するために、パワートランジスタ１０２_１ａおよび１０４_１ａへ接続される。この情報が最大しきい値より大きいコレクタ−エミッタ電圧を表すと、回路１１４_１ａによってインバータ分岐トランジスタの故障信号が発行される。

回路１０８_１ａおよび１１４_１ａは、例えばベクトル型であるＰＷＭを実行するためのパルス発生器を備えるインバータ制御回路４０へ接続される。例として、図５の曲線（ａ）は、相Ａに対応するスイッチングパルスの、その相の電流の電気的周期に渡る通電率の変動、即ち、分岐１０_１ａおよび１０_２ａのパワートランジスタの一方へ印加されるパルスの通電率の変動を表し、同じ分岐における他のパワートランジスタの切換を制御するパルスの通電率は相補的である。持続時間Ｔは、インバータによって送出される電流の電気的周期を表す。曲線（ｂ）および曲線（ｃ）は、電気機械の他の相ＢおよびＣに対応するスイッチングパルスの通電率の変動を示し、一方で曲線（ｎ）は、電気機械の中性点に対応する通電率を示す。曲線（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、変動に関して同じ外観を有するが、互いに２π／３オフセットされている。曲線（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の外観は正弦波状ではなく、ＰＷＭは、ＤＣ電源のポテンシャルの利用を最適化するように選択されている。電気機械の中性点の通電率変動（曲線（ｎ））は、中性相と各相との間で略正弦波状の電圧が再構成されることを示している。

３相電気機械のための上述の類の制御デバイス自体は、周知である。

本発明では、インバータ分岐に欠陥が検出された場合、欠陥のある分岐は選択的に遮断され、かつＰＷＭは他のインバータ内の同じ相に対応する分岐に問題の相に関する全ての電流を送出させるように修正されるが、パワースイッチが正常運転の場合より大きい振幅で電流を運ぶ間に切換することに関連してサイズを拡大する必要がない。

欠陥のあるインバータ分岐を選択的に遮断するために、分岐１０_１ａ、１０_１ｂおよび１０_１ｃと出力１２_ａ、１２_ｂおよび１２_ｃとの間に個々の単極分岐遮断コンタクタ１４_１ａ、１４_１ｂおよび１４_１ｃが挿入され、かつ分岐１０_２ａ、１０_２ｂおよび１０_２ｃと出力１２_ａ、１２_ｂおよび１２_ｃとの間に個々の単極コンタクタ１４_２ａ、１４_２ｂおよび１４_２ｃが挿入され、これらの様々なコンタクタは制御回路４０によって選択的に制御される。

例えば分岐１０_２ａであるインバータ分岐において欠陥が検出された場合、回路４０は、図６に示されているように、対応する分岐の遮断コンタクタ１４_２ａを開放させる。すると、相Ｉ_ａのための電流は全て分岐１０_１ａによって送出されるが、相電流Ｉ_ｂおよびＩ_ｃは、引き続き分岐１０_１ｂ、１０_２ｂおよび１０_１ｃ、１０_２ｃの個々の寄与分Ｉ_１ｂ、Ｉ_２ｂおよびＩ_１ｃ、Ｉ_２ｃから取得される。

ＰＷＭは、分岐１０_１ａのパワートランジスタが、パワートランジスタを流れる電流Ｉ_ａがＩ_ｍａｘ／２に略等しいしきい値より大きい絶対値を有する限り切換なしで導電性に保たれるように修正される。但し、Ｉ_ｍａｘは相電流の最大絶対値である。例として、しきい値は０．８（Ｉ_ｍａｘ／２）から１．２（Ｉ_ｍａｘ／２）までの範囲内であってもよい。

図７の曲線（ａ’）は、相Ａに対応するインバータ分岐において欠陥が検出された後の修正されたＰＷＭの印加において、相Ａに対応するスイッチングパルスの通電率が経時的にどのように変わるかを示す。相Ａの全電流を引き継ぐインバータ分岐の各パワートランジスタは、（約Ｉ_ｍａｘ／２の値を有する上述のしきい値に一致する）周期Ｔの略３分の１に一致する持続時間に渡って切換なしに導電性に保たれる。ｔ＋およびｔ−の範囲は、例えば、各々電源レール＋Ｖの脇に置かれるパワートランジスタ１１０_１ａの切換、および電源レール−Ｖの脇に置かれるトランジスタ１１２_１ａの切換なしの導電持続時間に一致する。したがって、周期Ｔを通じて、Ｔ／３（範囲ｔ＋）の間、トランジスタ１１０_１ａは持続的に導電性でありかつトランジスタ１１２_１ａは非導電性であり（通電率は１に等しい）、次の持続時間Ｔ／６の間、通電率は１から０まで下がり、次のＴ／３の間、トランジスタ１１２_１ａは持続的に導電性でありかつトランジスタ１１０_１ａは非導電性であり（通電率は０に等しい）、かつ残りの持続時間Ｔ／６の間、通電率は０から１へ増大する。

欠陥が分岐１０_２ａにおいて検出される上述の例では、分岐１０_１ａを流れる電流は増大され、かつ通常は、欠陥のない公称運転に対して倍増される。それにも関わらず、公称運転に比べてスイッチング損失が低減されることから、これにより散逸が倍増するわけではない。導電損失がスイッチング損失と同程度の大きさであるＩＧＢＴ型パワートランジスタの場合、各パワートランジスタの合計散逸は約１．４の割合で増大される。接合部温度の対応する上昇は、通常それがパワートランジスタの動作安全マージン内であることに起因して、かつ欠陥のある動作モードの時間が保全対策が講じられるまでの所要時間に制限されることに起因して、信頼性の観点から容認できる。さらに、切換なしの範囲の存在に起因して、全ての相電流を引き継ぐインバータ分岐のフリーホイールダイオードにおける散逸は大幅に低減される。

図７において、曲線（ｂ’）および（ｃ’）は、電気機械の相Ｂおよび相Ｃに対応する通電率の変動を表し、かつ曲線（ｎ’）は、機械の中性の通電率の変動を表す。曲線（ｂ’）および（ｃ’）は、外観が図５の曲線（ｂ）および（ｃ）の変動の外観に類似しかつ中性と相との間の電圧を略正弦波状の変動に再構成できるように修正された変動を提示している。したがって、ＰＷＭの修正は、欠陥のあるインバータ分岐に対応する相に関連するだけでなく、これらの変動が略正弦波状のままであることを保証できるように他の相にも関連していなければならない。好ましくは、修正されたＰＷＭを用いる場合、スイッチングパルスは欠陥のある分岐へ印加されず、かつこの分岐におけるパワートランジスタのグリッド電圧は非導電状態に対応するレベルに保たれる。

当然ながら、図７は、欠陥後にＰＷＭがどのように修正され得るかに関する例としての他の可能性のうちの一例を示したものである。

図８は、欠陥を検出して処理するためのプロセスの一例の連続するステップを示し、プロセスは制御回路４０によって実装されてもよい。

欠陥検出ステップ５１は、インバータ分岐に関連づけられる、図４の回路１１４_１ａ等の脱飽和検出器回路によって発行される任意の信号を監視することを含む。ある変形例では、インバータ分岐の欠陥は、その分岐によって生成される電流レベルを監視することによって検出される可能性もある。

欠陥が検出されると（検査５２）、欠陥は確認されてもよい（ステップ５３）。欠陥は、インバータの運転を中断することによって、かつ次に、欠陥が続いているか否かを観察するために運転を再開することによって確認されてもよい。欠陥がパワートランジスタの脱飽和を検出することによって検出される場合は、確認を目的として、欠陥のあることが疑われるインバータ分岐により生成される電流を測定することが可能である。

欠陥が確認されると（検査５４）、インバータの運転およびこれらの制御は、例えばＰＷＭを中断することによって抑止され（ステップ５５）、かつ欠陥のある分岐に関連づけられる遮断スイッチが開放される（検査５６）。パワートランジスタの短絡欠陥がある場合には、欠陥が残りのデバイスの動作に影響しないように、遮断スイッチの存在が好ましいことが観察されるべきである。しかしながら、このような短絡の確率が動作の予測される信頼性に対して無視できるものであれば、このようなスイッチの存在は省略される可能性もある。

この後、ＰＷＭは再構成され、こうして修正されたＰＷＭが欠陥のある分岐以外のインバータ分岐を再始動することによって印加される（ステップ５７）。

図９は、図３の制御デバイスが、同期的電気機械３０を制御するためにどのようにトルク調整器６０内へ組み込まれ得るかについての例を示す。

回路６２は、電気機械３０のロータの回転速度および角度位置を表す情報を提供するために、電気機械３０のシャフトに関連づけられる、または電気機械３０と共に回転するように拘束されるシャフトに関連づけられる角度位置センサ３２へ接続される。

回路６４_１ａ、６４_１ｂおよび６４_１ｃは、電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂおよびＩ_１ｃを表す情報を送るためにインバータ１０_１の分岐の出力回線に取り付けられる電流センサへ接続される。同様に、回路６４_２ａ、６４_２ｂおよび６４_２ｃは、電流Ｉ_２ａ、Ｉ_２ｂおよびＩ_２ｃを表す情報を提供するためにインバータ１０_２の分岐の出力回線に取り付けられる電流センサへ接続される。加算回路６６は、相電流Ｉ_ａ、Ｉ_ｂおよびＩ_ｃを表す情報を送出する。この情報は、相電流値に応答して電気機械の測定されたトルク電流および測定されたフラックス電流を表す情報Ｉｑ_ｍおよびＩｄ_ｍを発生する計算回路６８によって受信される。

調整器回路７０は、電気機械３０におけるステータフラックスのロータ角度位置に対する最適位置を保証しながらＩｑ_ｍおよびＩｄ_ｍの値を設定値Ｉｑｃ（設定トルクを表す）およびＩｄｃへサーボ制御するように、インバータ制御回路４０へ機械の各相毎の電圧レベルおよび角度情報を提供する。このために、調整器回路７０は、計算回路６８によって送出される情報Ｉｑ_ｍおよびＩｄ_ｍ、設定値情報Ｉｑ_ｃおよびＩｄ_ｃと、回路６２によって送出される速度および角度位置情報とを受信する。

先に述べたようなトルク調整器の原理自体は、周知である。

インバータ制御回路４０により受信される電圧および周波数に関する設定情報は、デジタル制御ユニット４２によって、検出される欠陥が存在しない場合にパルス幅変調パルスを発生するためのアッセンブリ４４、即ち公称ＰＷＭ発生器を制御するために用いられ、パルスは、インバータ１０_１および１０_２の各分岐へ並列式に印加される。

ＰＷＭモードの公称ＰＷＭモードから修正ＰＷＭモードへの切換は、公称ＰＷＭ発生器４４を切断して修正ＰＷＭ発生器４６を作動させるためにデジタル制御ユニット４２によって実装されてもよい。２ＰＷＭモード間の切換は、スイッチ４８によって表されている。修正ＰＷＭ発生器は、インバータ１０_１および１０_２の分岐に関連づけられる出力を有する。欠陥が検出された場合、公称ＰＷＭ発生器４４は非活性化され、修正ＰＷＭ発生器４６はデジタル制御ユニット４２の制御下で、その出力において欠陥のあるインバータ分岐を示す関数として幅が変調されたパルスを発生するようにプログラムされ、次に、修正ＰＷＭ発生器４６への切換が作動される。

これまでの説明は、並列する２つのインバータを有する３相機械の制御に関連するものである。

当然ながら、本発明は、インバータ分岐の数を適合化することによって、３つより多い数の相を有する多相機械に適用可能である。

また本発明は、並列する３つ以上のインバータによって多相機械を制御することにも適用可能であり、この場合、各インバータ分岐は対応する相の電流の略１／ｎを生成する。但し、ｎはインバータの数である。あるインバータ分岐に欠陥が生じると、関連する相電流は、他のインバータの他の対応するｎ−１個の分岐によって引き継がれなければならない。ＰＷＭは、これらの他の分岐の各々において、パワースイッチが、パワースイッチを通過する電流の絶対値の大きさが

に略等しいしきい値より大きい限り切換なしに導電性に保たれるように修正される。但し、Ｉ_ｍａｘは最大相電流の絶対値である。例として、

の８０％から１２０％までの範囲内にあるしきい値を選択することが可能である。

Claims (9)

1. 多相電気機械を並列である少なくとも２つの多相インバータによって制御する方法であって、各インバータは電気機械の相の数に等しい幾つかの分岐を備え、かつ各分岐は、ＤＣ電源の対抗する２端子間に直列して接続される、かつ電気機械の電気位相へ接続されるポイントの両側へ接続される２つのパワースイッチを備え、
   インバータを、パワースイッチの切換を制御するようにパルス幅変調によって制御することと、インバータ分岐の欠陥を検出することを含み、
   欠陥のあるインバータ分岐の検出に応答して、欠陥のある分岐は遮断され、欠陥のある分岐に対応する電気機械の相は他の対応する前記または各インバータ分岐によって給電され、かつパルス幅変調制御は、具体的には、関連する相電流の絶対値が
   

   

   の８０％から１２０％までの範囲内のしきい値以上である間、但しｎはインバータの数であり、Ｉ_ｍａｘは最大相電流の絶対値である、かつ機械の各相で略正弦波状電圧の発生を継続する間に、他の対応する前記または各インバータ分岐のパワースイッチを連続的かつ切換なしに導電性にするように修正されることを特徴とする、方法。
2. ３相電気機械を並列する２つの３相インバータによって制御するために、欠陥のあるインバータ分岐に対応する各相電流周期の間、対応する他のインバータ分岐のパワースイッチが、前記周期の約１／３に渡って連続的かつ切換なしに導電性にされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 欠陥のあるインバータ分岐が、インバータ分岐と電気機械の対応する相との間に接続される分岐アイソレータスイッチを開放することにより遮断されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 欠陥のあるインバータ分岐が、欠陥のある分岐のパワースイッチのドライバ回路を抑止することにより遮断されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
5. 多相電気機械を制御するためのデバイスであって、
   並列である少なくとも２つの多相インバータ（１０_１、１０_２）であって、各インバータは送出されるべき相電流の数に等しい幾つかの分岐を有し、かつ各分岐は、ＤＣ電源の対抗する２端子間に直列して接続される、かつ個々の相電流出力端子へ接続されるポイントの両側へ接続される２つのパワースイッチを有する少なくとも２つの多相インバータ（１０_１、１０_２）と、
   パワースイッチの切換を制御する、インバータをパルス幅変調によって制御するための制御回路（４０）と、
   インバータ分岐の欠陥を検出するための、制御回路へ接続されるシステムとを備え、
   欠陥のあるインバータ分岐の検出に応答して、インバータの制御回路は、
   欠陥のあるインバータ分岐を、対応する相の電流が対応する他の前記または各インバータ分岐によって送出されるべく遮断するように、かつ、
   パルス幅変調を、具体的には、問題の相電流の絶対値が
   

   

   の８０％から１２０％までの範囲内のしきい値以上である間、但しｎはインバータの数であり、Ｉ_ｍａｘは最大相電流の絶対値である、かつ機械の各相で略正弦波状電圧の発生を継続する間に、対応する他の前記または各インバータ分岐のパワースイッチを連続的かつ切換なしに導電性にすべく修正するように調整されることを特徴とするデバイス。
6. ３相電気機械を並列する２つの３相インバータ（１０_１、１０_２）によって制御するために、欠陥のあるインバータ分岐の検出に応答して、インバータの制御回路（４０）が、パルス幅変調を、具体的には対応する他のインバータ分岐のパワースイッチを相電流周期の約１／３に等しい個々の持続時間に渡って連続的かつ切換なしに導電性にさせるように修正すべく調整されることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
7. 任意のインバータ分岐を対応する相電流出口から選択的に遮断することができるように、インバータ分岐の各々へ接続される個々の遮断スイッチ（１４）を含むことを特徴とする、請求項５または請求項６に記載のデバイス。
8. インバータ分岐のパワースイッチがドライバ回路を介して制御され、かつインバータの制御回路（４０）は、欠陥のある分岐のパワースイッチのドライバ回路の動作を抑止することによって欠陥のある分岐の検出に対応するように調整されることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載のデバイス。
9. 航空エンジンを始動するためのシステムであって、エンジンシャフトを駆動すべくモータモードで動作するように制御される多相電気機械（３０）と、多相電気機械を制御するための請求項５から請求項８までの任意の請求項に記載のデバイスとを備える、システム。

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