JP2020022333A - モータシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、モータシステムの構成を示す図である。モータ10は、動力を生成する電動機として機能するだけでなく、電力を生成する発電機としても機能する。モータ10はU,V,W相の3相のモータであり、3相のコイル10u,10v,10wを有している。
図2には、制御装置24の構成が示されている。車両制御部30には、アクセルペダル、ブレーキペダルの操作量、車速など車両走行に関する車両情報、第1電池18及び第2電池22の充電状態(SOC1,SOC2)、温度(T1,T2)などの電池情報が供給される。
図2における分配部40は、上位の制御部である車両制御部30から供給される各種情報(分配用情報)や、第1及び第2インバータ12,14の動作状態を示すインバータ情報などに基づいて、モータ電圧ベクトルV(vd,vq)を、第1及び第2インバータ電圧ベクトルV(INV1)、V(INV2)に分配する。この分配は、モータ電圧ベクトルを維持しつつ、2つのインバータ電圧ベクトルに分配することで、大きさの変更、位相の変更、正負の変更を含む。
このモータ電圧ベクトルVの分配について図3〜図4を参照して説明する。図3は、1つのインバータの場合におけるモータ電圧ベクトルVを説明する図であり、図4は、2つのインバータの場合におけるモータ電圧ベクトルVの分配例を示す図である。図4において、太実線は、第1インバータ電圧ベクトルV(INV1)を、太破線は、第2インバータ電圧ベクトルV(INV2)を示している。図3、図4では、ベクトルが重なる場合に、適宜ずらして、見やすくしている。
モータ10の極低速時には、上述のように速度検出部62、3相ON指令部52を用いて、第1、第2インバータ12,14の一方のインバータを制御することで、インバータの素子温度の上昇を抑制できる。具体的には、3相ON指令部52は、速度検出部62から供給されるロータの回転速度が、極低速に対応する所定速度以下と判定した場合に、分配部40に指令信号を出力し、モータ電圧ベクトルVを、第1インバータ12が100%、第2インバータ14が0%となる比率で分配させる。分配部40は、その指令信号に応じた電圧指令を2相/3相変換部42、44に供給する。
図7は、比較例において、ロック時における第1、第2各インバータ12,14の通電状態を示す図である。比較例では、モータ10のロック時に、例えば第1インバータ12では、2相の正極側のスイッチング素子u1、v1と1相の負極側のスイッチング素子w2がオンされ、第2インバータ14では2相の負極側のスイッチング素子u4、v4と1相の正極側のスイッチングw4がオンされる。図7において、第1インバータ12及びモータ10の各コイル10u、10v、10wの電流方向は、図6の場合と同様である。
図1〜図6に示した実施形態において、モータ10が通電されるがモータ10に作用する負荷トルクが大きくなる等により、ロック状態に近い極低速でモータ10がまだ回転する場合もある。実施形態では、この場合も、第2インバータ14の3相の負極側スイッチング素子u4、v4、w4を同時にオンするように制御することで、一部のスイッチング素子に大電流が長期間継続して流れることを抑制して、第2インバータ14の素子温度の上昇を抑制できる。このときには、第1インバータ12では、モータの回転に応じて各相のスイッチング素子がスイッチングされる。さらに、上記のように第2インバータ14で3相の負極側のスイッチング素子u4、v4、w4が全部オンされているので、第2インバータ14のスイッチングを抑制できることにより、インバータの制御性を高くできる。
図8は、実施形態の別例において、ロック時における第1、第2各インバータ12,14の通電状態を示す図である。本例の場合には、図1〜図6の構成と異なり、駆動制御部60(図2)は、モータ10の回転速度が所定速度以下の場合に、第2インバータ14の3相正極側のスイッチング素子u3、v3、w3を同時にオンするとともに、3相負極側のスイッチング素子u4、v4、w4を同時にオフする。スイッチング素子w3はオンされているが、電流は流れず、スイッチング素子w3に並列接続された整流素子Diに電流が流れる。これにより、第2電池22からの電流はモータ10のコイルには流れない。これとともに、第1インバータ12の2相(U相、V相)では、負極側のスイッチング素子u2、v2がオンされ、残りの1相(W相)では正極側のスイッチング素子w1がオンされている。これにより、モータ10の各コイル10u、10v、10wの電流方向は、図6の場合と逆になるが、直流電流が流れることでモータ10が停止している。この場合も、第2インバータ14の一部のスイッチング素子(本例の場合は負極側のスイッチング素子w4)に大電流が流れることを抑制できるので、インバータの素子温度の上昇を抑制できる。
Claims (1)
- モータと、
二次電池である第1電源と、
二次電池である第2電源と、
3相のそれぞれで正極側、負極側に分かれて接続された第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子に並列に電流が逆方向に流れるように接続された第1整流素子とを有し、前記第1電源からの直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力する第1インバータと、
3相のそれぞれで正極側、負極側に分かれて接続された第2のスイッチング素子と、前記第2のスイッチング素子に並列に電流が逆方向に流れるように接続された第2整流素子とを有し、前記第2電源からの直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力する第2インバータと、
前記第1インバータ及び前記第2インバータの駆動を制御して、前記モータを駆動する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの回転速度が所定速度以下の場合に、
前記第1インバータ及び前記第2インバータの一方のインバータにおいて、3相の正極側の前記スイッチング素子を同時にオンするとともに3相の負極側の前記スイッチング素子を同時にオフするか、または3相の負極側の前記スイッチング素子を同時にオンするとともに3相の正極側の前記スイッチング素子を同時にオフする、
モータシステム。
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WO2018056045A1 (ja) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 日本電産株式会社 | 電力変換装置、モータ駆動ユニットおよび電動パワーステアリング装置 |
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WO2018056045A1 (ja) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 日本電産株式会社 | 電力変換装置、モータ駆動ユニットおよび電動パワーステアリング装置 |
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