JP2020156166A - Switched reluctance motor control device and switched reluctance motor control method - Google Patents

Switched reluctance motor control device and switched reluctance motor control method Download PDF

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貴彦 大兼
Takahiko Okane
貴彦 大兼
大助 仙波
Daisuke Senba
大助 仙波
正大 石島
Masahiro Ishijima
正大 石島
怜 市原
Rei Ichihara
怜 市原
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Abstract

To provide a switched reluctance motor control device and a control method, capable of improving motor efficiency in a high-speed range in a switched reluctance motor.SOLUTION: An SR motor 1 is driven by a driver circuit 2 including bridge circuits 30U, 30V, 30W provided independently for each phase. The driver circuit 2 is controlled by an energization control unit 3. The energization control unit 3 includes: a rotation speed detection unit 14 for detecting the rotation speed of the SR motor 1; a rotation speed determination unit 15 for comparing the motor rotation with a predetermined threshold value; and an energization mode switching unit 16 for switching the energization mode based on the comparison result. The energization mode switching unit 16 switches the energization mode of the motor from normal energization, in which the motor is energized sequentially in the order of U→V→W→U.. to thinned energization, in which the motor is energized in the order of U→W→V→U .. omitting one phase from the normal energization sequence when the motor speed is higher than the threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、スイッチトリラクタンスモータ(SRモータ:Switched Reluctance Motor、以下、適宜SRモータと略記する)の制御技術に関し、特に、高回転域にて従来よりもモータ効率を向上させ得るスイッチトリラクタンスモータ制御装置及びスイッチトリラクタンスモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a control technology for a switched reluctance motor (SR motor: Switched Reluctance Motor, hereinafter abbreviated as SR motor as appropriate), and particularly, a switched reluctance motor capable of improving motor efficiency in a high rotation range as compared with the conventional case. Control device and switched reluctance motor control method.

近年、モータや発電機などの回転電機の分野では、ロータに永久磁石を使用しないSRモータの需要が増大しており、昨今では、自動車エンジンの始動発電機(ISG:Integrated starter generator)としてSRモータを使用したものも登場している。SRモータは、複数の内向突極が形成されたステータと、ステータの内側に配置され複数の外向突極を備えたロータと、を有しており、ステータ側の突極に巻装された複数相の励磁コイルを選択的に通電することにより、ステータの内向突極にロータの外向突極を磁気吸引させ、ロータに回転トルクを発生させる。 In recent years, in the field of rotary electric machines such as motors and generators, the demand for SR motors that do not use permanent magnets for rotors has increased, and in recent years, SR motors have been used as integrated starter generators (ISGs) for automobile engines. The one using is also appeared. The SR motor has a stator in which a plurality of inward salient poles are formed, and a rotor arranged inside the stator and having a plurality of outward salient poles, and a plurality of SR motors wound around the salient poles on the stator side. By selectively energizing the phase exciting coils, the inward salient pole of the stator magnetically attracts the outward salient pole of the rotor, and the rotor is generated with rotational torque.

このようなSRモータは、各相ごとに独立した駆動回路によって駆動制御され、例えば三相駆動のSRモータの場合、3つの独立した駆動回路が用いられる。各相の駆動回路には、FETなどのスイッチ素子を使用したインバータ回路が配され、各相励磁コイルに対する通電を適宜切り替えることにより、SRモータを回転駆動させる。例えば、3相(U,V,W相)のSRモータでは、ロータの回転位置に応じて、励磁コイルをU→V→W→U→V→W→U・・・のように各相順次通電し、ロータを回転駆動させる。 Such an SR motor is driven and controlled by an independent drive circuit for each phase. For example, in the case of a three-phase drive SR motor, three independent drive circuits are used. An inverter circuit using a switch element such as a FET is arranged in the drive circuit of each phase, and the SR motor is rotationally driven by appropriately switching the energization of each phase exciting coil. For example, in a three-phase (U, V, W phase) SR motor, the exciting coil is sequentially changed to U → V → W → U → V → W → U ... Depending on the rotation position of the rotor. Energize and drive the rotor to rotate.

特開2018−68055号公報JP-A-2018-68055 特開2017−208890号公報JP-A-2017-208890

しかしながら、SRモータも他の電動モータと同様に、高回転域ではトルクが小さくなる特性(T−N特性)を有すると共に(図7)、図8に示すように、高回転域では1相あたりの通電時間が短くなるため、通電電流が指令電流値に到達しづらくなる。特に、定格回転数(例えば2000rpm)を超える高回転の場合、励磁コイルの電流値が通電電流に達する前に次相の通電に移ってしまい、通電電流が指令電流値に到達しにくくなる。このため、従来のSRモータでは、どうしても高回転時にはモータ効率が低下してしまうという問題があった。 However, like other electric motors, the SR motor also has a characteristic that the torque becomes small in the high rotation range (TN characteristic) (FIG. 7), and as shown in FIG. 8, per phase in the high rotation range. Since the energizing time of the is shortened, it becomes difficult for the energizing current to reach the command current value. In particular, in the case of high rotation exceeding the rated rotation speed (for example, 2000 rpm), the current value of the exciting coil shifts to energization of the next phase before reaching the energizing current, and it becomes difficult for the energizing current to reach the command current value. For this reason, the conventional SR motor has a problem that the motor efficiency is inevitably lowered at high rotation speed.

本発明の目的は、SRモータにおける高回転域のモータ効率を向上させ得るスイッチトリラクタンスモータ制御装置及びスイッチトリラクタンスモータ制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a switched reluctance motor control device and a switched reluctance motor control method capable of improving motor efficiency in a high rotation range in an SR motor.

本発明のスイッチトリラクタンスモータ制御装置は、複数個の突極を有するステータと、前記ステータの突極とは異なる個数の複数個の突極を有するロータと、前記ステータに巻装された複数相のコイルと、を備え、前記複数相の各相ごとに独立して設けられた通電制御回路によって駆動されるスイッチトリラクタンスモータの制御装置であって、該制御装置は、前記コイルに対する通電形態を、前記各相のコイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、前記各相のコイルを前記所定の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電とに選択的に切り替える通電形態切替部を有することを特徴とする。 The switched reluctance motor control device of the present invention includes a stator having a plurality of salient poles, a rotor having a plurality of salient poles different from the salient poles of the stator, and a plurality of phases wound around the stator. This is a control device for a switched reluctance motor, which comprises a coil of the above and is driven by an energization control circuit independently provided for each of the plurality of phases, and the control device provides an energization mode for the coil. , The energization mode switching unit that selectively switches between normal energization in which the coils of the respective phases are sequentially excited in a predetermined order and thinning energization in which the coils of the respective phases are omitted from the predetermined order and excited every other phase. It is characterized by having.

本発明にあっては、通電制御回路によって各相ごとに独立して駆動制御されるスイッチトリラクタンスモータの制御装置に、通電形態を切り替え可能な通電形態切替部を設け、各相コイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、各相コイルを通常通電の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電を選択的に切り替えて実施する。これにより、例えば、スイッチトリラクタンスモータが高回転となった場合に間引き通電を実施することが可能となり、1相あたりの通電時間を通常通電時よりも長く取ることができる。したがって、所望の指令電流値を達成しやすくなり、トルク損失を低減することが可能となる。 In the present invention, the control device of the switched reluctance motor, which is driven and controlled independently for each phase by the energization control circuit, is provided with an energization mode switching unit capable of switching the energization mode, and each phase coil is designated. Normal energization, in which the coils are sequentially excited in order, and thinning energization, in which each phase coil is omitted from the order of normal energization and excited every other phase, are selectively switched. As a result, for example, thinning energization can be performed when the switched reluctance motor rotates at a high speed, and the energization time per phase can be longer than that during normal energization. Therefore, it becomes easy to achieve a desired command current value, and torque loss can be reduced.

また、間引き通電により、通電制御回路のON/OFF回数を減らすことができ、回路の発熱を抑えることができると共にスイッチング損失も低減される。さらに、コイルへの通電回数の減少により銅損が低減されると共に、モータ駆動周波数も抑えられることから鉄損の低減も図られる。このため、高回転域におけるモータ損失全体が減少し、モータ効率の向上が図られる。 Further, the thinning energization can reduce the number of ON / OFF times of the energization control circuit, suppress the heat generation of the circuit, and reduce the switching loss. Further, the copper loss is reduced by reducing the number of times the coil is energized, and the motor drive frequency is also suppressed, so that the iron loss can be reduced. Therefore, the total motor loss in the high rotation range is reduced, and the motor efficiency is improved.

前記スイッチトリラクタンスモータ制御装置に、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記回転数検出部にて検出された前記スイッチトリラクタンスモータの回転数と所定の閾値とを比較する回転数判定部と、を更に設け、通電形態切替部により、前記回転数判定部の判定結果に基づいて、前記通常通電と前記間引き通電を切り替えるようにしても良い。この場合、前記通電形態切替部は、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値以上の高回転域の場合、前記間引き通電を実施できるようにしても良い。また、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値未満の低〜中回転域の場合、前記通常通電を実施できるようにしても良い。 The switched reluctance motor control device is provided with a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the switched reluctance motor, a rotation speed of the switched reluctance motor detected by the rotation speed detection unit, and a predetermined threshold value. A rotation speed determination unit for comparison may be further provided, and the energization mode switching unit may switch between the normal energization and the thinning energization based on the determination result of the rotation speed determination unit. In this case, the energization mode switching unit may enable the thinning energization when the rotation speed of the switched reluctance motor is in a high rotation range equal to or higher than the threshold value. Further, when the rotation speed of the switched reluctance motor is in the low to medium rotation speed range below the threshold value, the normal energization may be performed.

さらに、前記スイッチトリラクタンスモータは、ISGのような自動車のスタータジェネレータ用に使用されるモータであっても良い。 Further, the switched reluctance motor may be a motor used for an automobile starter generator such as ISG.

本発明のスイッチトリラクタンスモータ制御方法は、複数個の突極を有するステータと、前記ステータの突極とは異なる個数の複数個の突極を有するロータと、前記ステータに巻装された複数相のコイルと、を備え、前記複数相の各相ごとに独立して設けられた通電制御回路によって駆動されるスイッチトリラクタンスモータの制御方法であって、前記コイルに対する通電形態を、前記各相のコイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、前記各相のコイルを前記所定の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電とに選択的に切り替えることを特徴とする。 The switched reluctance motor control method of the present invention includes a stator having a plurality of salient poles, a rotor having a plurality of salient poles different from the salient poles of the stator, and a plurality of phases wound around the stator. It is a control method of a switched reluctance motor provided with the coil of the above and driven by an energization control circuit provided independently for each of the plurality of phases, and the energization form for the coil is set to the above-mentioned each phase. It is characterized by selectively switching between normal energization in which the coils are sequentially excited in a predetermined order and thinning energization in which the coils of the respective phases are omitted from the predetermined order and excited every other phase.

本発明にあっては、通電制御回路によって各相ごとに独立して駆動制御されるスイッチトリラクタンスモータにおいて、各相コイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、各相コイルを通常通電の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電を選択的に切り替えて実施する。これにより、例えば、スイッチトリラクタンスモータが高回転となった場合に間引き通電を実施することが可能となり、1相あたりの通電時間を通常通電時よりも長く取ることができる。したがって、所望の指令電流値を達成しやすくなり、トルク損失を低減することが可能となる。 In the present invention, in a switched reluctance motor in which each phase is independently driven and controlled by an energization control circuit, normal energization in which each phase coil is sequentially excited in a predetermined order and normal energization in which each phase coil is normally energized. It is carried out by selectively switching the thinning energization to excite by omitting every other phase from the order of. As a result, for example, thinning energization can be performed when the switched reluctance motor rotates at a high speed, and the energization time per phase can be longer than that during normal energization. Therefore, it becomes easy to achieve a desired command current value, and torque loss can be reduced.

また、間引き通電により、通電制御回路のON/OFF回数を減らすことができ、回路の発熱を抑えることができると共にスイッチング損失も低減される。さらに、コイルへの通電回数の減少により銅損が低減されると共に、モータ駆動周波数も抑えられることから鉄損の低減も図られる。このため、高回転域におけるモータ損失全体が減少し、モータ効率の向上が図られる。 Further, the thinning energization can reduce the number of ON / OFF times of the energization control circuit, suppress the heat generation of the circuit, and reduce the switching loss. Further, the copper loss is reduced by reducing the number of times the coil is energized, and the motor drive frequency is also suppressed, so that the iron loss can be reduced. Therefore, the total motor loss in the high rotation range is reduced, and the motor efficiency is improved.

前記スイッチトリラクタンスモータ制御方法において、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数を検出して所定の閾値と比較し、前記比較結果に基づいて、前記通常通電と前記間引き通電を切り替えるようにしても良い。この場合、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値以上の高回転域の場合、前記間引き通電を実施できるようにしても良い。また、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値未満の低〜中回転域の場合、前記通常通電を実施できるようにしても良い。 In the switched reluctance motor control method, the rotation speed of the switched reluctance motor may be detected and compared with a predetermined threshold value, and the normal energization and the thinning energization may be switched based on the comparison result. In this case, when the rotation speed of the switched reluctance motor is in a high rotation range equal to or higher than the threshold value, the thinning energization may be performed. Further, when the rotation speed of the switched reluctance motor is in the low to medium rotation speed range below the threshold value, the normal energization may be performed.

さらに、前記スイッチトリラクタンスモータは、ISGのような自動車のスタータジェネレータ用に使用されるモータであっても良い。 Further, the switched reluctance motor may be a motor used for an automobile starter generator such as ISG.

本発明のスイッチトリラクタンスモータ制御装置によれば、通電制御回路によって各相ごとに独立して駆動制御されるスイッチトリラクタンスモータの制御装置に、通電形態を切り替え可能な通電形態切替部を設け、各相コイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、各相コイルを通常通電の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電を選択的に切り替えて実施するようにしたので、例えば、スイッチトリラクタンスモータが高回転となった場合に間引き通電を実施できるようになり、1相あたりの通電時間を通常通電時よりも長く取ることが可能となる。これにより、所望の指令電流値を達成しやすくなり、トルク損失を低減することが可能となる。 According to the switched reluctance motor control device of the present invention, the switched reluctance motor control device, which is independently driven and controlled for each phase by the energization control circuit, is provided with an energization mode switching unit capable of switching the energization mode. Since normal energization, in which each phase coil is sequentially excited in a predetermined order, and thinning energization, in which each phase coil is omitted from the order of normal energization and excited every other phase, are selectively switched, for example. When the switched reluctance motor rotates at a high speed, thinning energization can be performed, and the energization time per phase can be longer than that during normal energization. This makes it easier to achieve the desired command current value and makes it possible to reduce the torque loss.

また、間引き通電により、通電制御回路のON/OFF回数を減らすことができ、回路の発熱を抑えることができると共にスイッチング損失も低減される。さらに、コイルへの通電回数の減少により銅損が低減されると共に、モータ駆動周波数も抑えられることから鉄損の低減も図られる。このため、高回転域におけるモータ損失全体が減少し、モータ効率の向上が図られる。 Further, the thinning energization can reduce the number of ON / OFF times of the energization control circuit, suppress the heat generation of the circuit, and reduce the switching loss. Further, the copper loss is reduced by reducing the number of times the coil is energized, and the motor drive frequency is also suppressed, so that the iron loss can be reduced. Therefore, the total motor loss in the high rotation range is reduced, and the motor efficiency is improved.

本発明のスイッチトリラクタンスモータ制御方法によれば、通電制御回路によって各相ごとに独立して駆動制御されるスイッチトリラクタンスモータにおいて、各相コイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、各相コイルを通常通電の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電を選択的に切り替えて実施するようにしたので、例えば、スイッチトリラクタンスモータが高回転となった場合に間引き通電を実施できるようになり、1相あたりの通電時間を通常通電時よりも長く取ることが可能となる。これにより、所望の指令電流値を達成しやすくなり、トルク損失を低減することが可能となる。 According to the switched reluctance motor control method of the present invention, in a switched reluctance motor in which each phase is independently driven and controlled by an energization control circuit, normal energization in which each phase coil is sequentially excited in a predetermined order and normal energization are performed. Since each phase coil is omitted from the normal energization order every other phase and the thinning energization for excitation is selectively switched and executed, for example, the thinning energization is carried out when the switched reluctance motor becomes high rotation. This makes it possible to take a longer energizing time per phase than when energizing normally. This makes it easier to achieve the desired command current value and makes it possible to reduce the torque loss.

また、間引き通電により、通電制御回路のON/OFF回数を減らすことができ、回路の発熱を抑えることができると共にスイッチング損失も低減される。さらに、コイルへの通電回数の減少により銅損が低減されると共に、モータ駆動周波数も抑えられることから鉄損の低減も図られる。このため、高回転域におけるモータ損失全体が減少し、モータ効率の向上が図られる。 Further, the thinning energization can reduce the number of ON / OFF times of the energization control circuit, suppress the heat generation of the circuit, and reduce the switching loss. Further, the copper loss is reduced by reducing the number of times the coil is energized, and the motor drive frequency is also suppressed, so that the iron loss can be reduced. Therefore, the total motor loss in the high rotation range is reduced, and the motor efficiency is improved.

本発明の一実施形態であるスイッチトリラクタンスモータ制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the switched reluctance motor control system which is one Embodiment of this invention. 図1のスイッチトリラクタンスモータ制御システムにおける励磁コイルの通電制御形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the energization control form of the excitation coil in the switched reluctance motor control system of FIG. 通常通電時と間引き通電時における各通電パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each energization pattern at the time of normal energization and the thinning energization. 間引き通電時におけるロータの変位を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the displacement of a rotor at the time of thinning energization. 通常通電時と間引き通電時における磁束の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the magnetic flux at the time of normal energization and the thinning energization. 通常通電時と間引き通電時のモータ損失の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference of the motor loss at the time of normal energization and the thinning energization. SRモータにおける回転数とトルクの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation speed and torque in an SR motor. 従来のSRモータにおける指令電流値と通電電流の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the command current value and energization current in the conventional SR motor.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態であるスイッチトリラクタンスモータ制御装置を使用したスイッチトリラクタンスモータ制御システム10(以下、制御システム10と略記する)の構成を示すブロック図であり、本発明による制御方法も当該制御システム10にて実施される。本発明による制御システム10は、SRモータが高回転域となったとき、通常の各相順次通電から、1相置きに通電を省く間引き通電に通電形態を切り替えることにより、高回転時のトルク損失を抑え、モータ効率の改善を図っている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a switched reluctance motor control system 10 (hereinafter abbreviated as control system 10) using a switched reluctance motor control device according to an embodiment of the present invention. The control method according to the above is also implemented in the control system 10. The control system 10 according to the present invention switches the energization form from the normal sequential energization of each phase to the thinning energization that omits the energization every other phase when the SR motor is in the high rotation range, thereby causing torque loss at high rotation. We are trying to improve the motor efficiency.

図1に示すように、制御システム10は、スイッチトリラクタンスモータ1(以下、SRモータ1と略記する)と、SRモータ1に対する通電タイミングを調整するドライバ回路2と、ドライバ回路2を制御してSRモータ1の動作を制御する通電制御部(スイッチトリラクタンスモータ制御装置)3と、から構成されている。制御システム10にて駆動されるSRモータ1は、例えば、車両エンジンのスタータ・ジェネレータ(ISG)に適用され、エンジンのクランク軸に直結されて使用される。 As shown in FIG. 1, the control system 10 controls a switched reluctance motor 1 (hereinafter abbreviated as SR motor 1), a driver circuit 2 for adjusting the energization timing of the SR motor 1, and a driver circuit 2. It is composed of an energization control unit (switched reluctance motor control device) 3 that controls the operation of the SR motor 1. The SR motor 1 driven by the control system 10 is applied to, for example, a starter generator (ISG) of a vehicle engine, and is used by being directly connected to the crankshaft of the engine.

SRモータ1は、励磁コイル(巻線)4を有するステータ5と、ステータ5内に回転自在に配置されたロータ6とを備えている。ステータ5には、径方向内側に向かって突設された複数の突極(ステータ突極:ここでは6極)7が設けられている。各突極7には、3相の励磁コイル4(4U,4V,4W)が巻装されている。ロータ6の外周には、径方向外側に向かって突設された複数の突極(ロータ突極:ここでは4極)8が設けられている。突極8は、ステータ5側の突極7とは異なる個数設けられている。ロータ6の回転位置は、レゾルバ等の回転検出センサ9によって検知されている。そして、ロータ回転位置に応じて、各励磁コイル4を選択的に通電することにより、ステータ突極7にロータ突極8が磁気吸引され、ロータ6に回転トルクが発生してSRモータ1が回転駆動する。 The SR motor 1 includes a stator 5 having an exciting coil (winding) 4 and a rotor 6 rotatably arranged in the stator 5. The stator 5 is provided with a plurality of salient poles (stator salient poles: 6 poles in this case) 7 projecting inward in the radial direction. A three-phase exciting coil 4 (4U, 4V, 4W) is wound around each salient pole 7. A plurality of salient poles (rotor salient poles: 4 poles in this case) 8 are provided on the outer periphery of the rotor 6 so as to project outward in the radial direction. The number of salient poles 8 is different from that of the salient poles 7 on the stator 5 side. The rotation position of the rotor 6 is detected by a rotation detection sensor 9 such as a resolver. Then, by selectively energizing each exciting coil 4 according to the rotor rotation position, the rotor salient pole 8 is magnetically attracted to the stator salient pole 7, a rotational torque is generated in the rotor 6, and the SR motor 1 rotates. Drive.

図1に示すように、通電制御部3は、電流指令マップ11、PWM(Pulse Width Modulation)duty計算部12、回転位置検出部13、回転数検出部14、回転数判定部15、通電形態切替部16、転流信号生成部17、駆動信号生成部18、および同期整流部19を主要な構成要素としている。制御システム10は、トルク指令・発電量指令21に基づいてドライバ回路2を制御し、SRモータ1に対しバッテリ22から電力を供給してこれを駆動制御する。 As shown in FIG. 1, the energization control unit 3 includes a current command map 11, a PWM (Pulse Width Modulation) duty calculation unit 12, a rotation position detection unit 13, a rotation speed detection unit 14, a rotation speed determination unit 15, and an energization mode switching. The main components are a unit 16, a commutation signal generation unit 17, a drive signal generation unit 18, and a synchronous rectification unit 19. The control system 10 controls the driver circuit 2 based on the torque command / power generation amount command 21, supplies electric power to the SR motor 1 from the battery 22, and drives and controls the SR motor 1.

トルク指令・発電量指令21は、SRモータ1に求められるトルクや発電量に対応する値を設定・指示する。トルク指令・発電量指令21における指令値は、エンジン負荷等に応じて、例えば、最大トルクや最大発電量に対して0〜100%の範囲で適宜設定される。電流指令マップ11は、トルク指令値と指令電流値とを対応付けして格納したマップであり、トルク指令値に応じた指令電流値を選択して出力する。なお、指令電流値とは、トルク指令値を達成するためにSRモータ1の各巻線に流す電流の目標値をいう。 The torque command / power generation amount command 21 sets and instructs a value corresponding to the torque and the power generation amount required for the SR motor 1. The command value in the torque command / power generation amount command 21 is appropriately set in the range of 0 to 100% with respect to the maximum torque and the maximum power generation amount, for example, according to the engine load and the like. The current command map 11 is a map in which the torque command value and the command current value are stored in association with each other, and the command current value corresponding to the torque command value is selected and output. The command current value refers to a target value of the current flowing through each winding of the SR motor 1 in order to achieve the torque command value.

PWMduty計算部12は、電流センサ(電流検出手段)23によって検出される巻線電流値と、電流指令マップ11からの指令電流値に基づいて、ドライバ回路2からSRモータ1に流す電流のデューティを計算し、駆動信号生成部18に供給する。回転位置検出部13は、回転検出センサ9から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、転流信号生成部17と回転数検出部14に出力する。回転数検出部14は、回転位置検出部13から供給される信号の差分を求めて、SRモータ1の回転数を検出し、通電形態切替部16に提供する。 The PWMduty calculation unit 12 determines the duty of the current flowing from the driver circuit 2 to the SR motor 1 based on the winding current value detected by the current sensor (current detecting means) 23 and the command current value from the current command map 11. It is calculated and supplied to the drive signal generation unit 18. The rotation position detection unit 13 converts the analog signal output from the rotation detection sensor 9 into a digital signal, and outputs the analog signal to the commutation signal generation unit 17 and the rotation speed detection unit 14. The rotation speed detection unit 14 obtains the difference between the signals supplied from the rotation position detection unit 13, detects the rotation speed of the SR motor 1, and provides it to the energization mode switching unit 16.

回転数判定部15は、回転数検出部14にて得られたSRモータ1の回転数を所定の閾値と比較し、SRモータ1の回転数の状態、すなわち、SRモータ1が低〜中回転域にあるのか、高回転域にあるのかを判定する。通電形態切替部16は、回転数判定部15による判定結果(SRモータ1が低〜中回転域か高回転域か)とトルク指令・発電量指令21からのトルク指令値に基づいて、通電形態を決定し(各相順次通電 or 間引き通電)、励磁コイル4に対する通電パターンを切り替える。 The rotation speed determination unit 15 compares the rotation speed of the SR motor 1 obtained by the rotation speed detection unit 14 with a predetermined threshold value, and the state of the rotation speed of the SR motor 1, that is, the SR motor 1 rotates from low to medium. Determine whether it is in the range or in the high rpm range. The energization mode switching unit 16 is energized based on the determination result (whether the SR motor 1 is in the low to medium rotation range or the high rotation range) by the rotation speed determination unit 15 and the torque command value from the torque command / power generation amount command 21. (Each phase is energized sequentially or thinned out), and the energization pattern for the exciting coil 4 is switched.

転流信号生成部17は、通電形態切替部16からの指示の下、回転位置検出部13によって検出されたロータ回転位置に基づいてU相、V相、および、W相の通電パターン信号(各相順次通電 or 間引き通電)を形成する。駆動信号生成部18は、転流信号生成部17から供給される通電パターン信号、およびPWMduty計算部12から供給されるデューティ信号に基づいてPWM制御信号を生成し、ドライバ回路2に供給する。生成されるPWM制御信号は、U相、V相またはW相の通電パターン信号に、PWMduty計算部12から供給されるデューティ信号に基づくPWM信号を重畳させたものとなる。 Under the instruction from the energization mode switching unit 16, the commutation signal generation unit 17 is a U-phase, V-phase, and W-phase energization pattern signal (each) based on the rotor rotation position detected by the rotation position detection unit 13. Phase sequential energization or thinning energization) is formed. The drive signal generation unit 18 generates a PWM control signal based on the energization pattern signal supplied from the commutation signal generation unit 17 and the duty signal supplied from the PWM duty calculation unit 12, and supplies the PWM control signal to the driver circuit 2. The generated PWM control signal is obtained by superimposing a PWM signal based on a duty signal supplied from the PWM duty calculation unit 12 on a U-phase, V-phase, or W-phase energization pattern signal.

同期整流部19は、SRモータ1が発電機として機能する際、その回生動作を制御し、供給モードや回生モードの切替を行う。制御システム10では、ロータ回転位置に基づいて供給モードを実施し、電流センサ23によって検出される巻線電流値(回生電流値)に基づいて、回生モードを終了させる。供給モードでは、同期整流部19の指令に基づき、ドライバ回路2から励磁コイル4に対し電流を供給する。回生モードは、供給モードの終了後、一定のデッドタイムを経た後実施される。そして、励磁コイル4の回生電流値が所定値以下となったタイミングで、回生モードを終了し、回生動作における同期整流を終了させる。 When the SR motor 1 functions as a generator, the synchronous rectifier unit 19 controls the regenerative operation and switches between the supply mode and the regenerative mode. In the control system 10, the supply mode is executed based on the rotor rotation position, and the regeneration mode is terminated based on the winding current value (regenerative current value) detected by the current sensor 23. In the supply mode, a current is supplied from the driver circuit 2 to the exciting coil 4 based on the command of the synchronous rectifying unit 19. The regeneration mode is performed after a certain dead time has passed after the end of the supply mode. Then, when the regenerative current value of the exciting coil 4 becomes equal to or less than a predetermined value, the regenerative mode is terminated and the synchronous rectification in the regenerative operation is terminated.

ドライバ回路2は、駆動信号生成部18から供給される駆動信号に応じて、バッテリ22から出力される直流電力をスイッチングし、SRモータ1の各相を構成する励磁コイル4に供給する。ドライバ回路2には、各相ごとにブリッジ回路(通電制御回路)30U,30V,30Wが形成されており、3相の駆動回路がそれぞれ独立して設けられている。各ブリッジ回路30U,30V,30Wには、半導体スイッチ素子であるFETがそれぞれ4個ずつ(FET31〜34)設けられている。FETは、SRモータ1の上段側(バッテリ22側:ハイサイド)と下段側(ローサイド)にそれぞれ、2個ずつ設けられている(ハイサイド:FET31a〜31c,34a〜34c、ローサイド:FET32a〜32c,33a〜33c)。FET31〜34は、駆動信号生成部18からの駆動信号により適宜ON/OFFされる。 The driver circuit 2 switches the DC power output from the battery 22 according to the drive signal supplied from the drive signal generation unit 18, and supplies the DC power to the exciting coils 4 constituting each phase of the SR motor 1. In the driver circuit 2, bridge circuits (energization control circuits) 30U, 30V, and 30W are formed for each phase, and three-phase drive circuits are independently provided. Each of the bridge circuits 30U, 30V, and 30W is provided with four FETs (FETs 31 to 34), which are semiconductor switch elements. Two FETs are provided on the upper side (battery 22 side: high side) and two FETs on the lower side (low side) of the SR motor 1 (high side: FETs 31a to 31c, 34a to 34c, low side: FETs 32a to 32c). , 33a-33c). The FETs 31 to 34 are appropriately turned ON / OFF by the drive signal from the drive signal generation unit 18.

このような制御システム10では、SRモータ1を駆動するに際し、各相の独立駆動回路により、各相の励磁コイル4を順次励磁してロータ6を回転させる。その際、例えば、U相を励磁する場合は、駆動信号生成部18により、上段側のFET31aと、下段側のFET32aをオンさせ、SRモータ1のU相励磁コイル4Uに通電する。駆動信号生成部18は、同様にV相(FET31b・FET32b:ON)、W相(FET31c・FET32c:ON)をそれぞれの駆動回路を用いて順次励磁し(U→V→W→U・・・)、SRモータ1を回転駆動させる。 In such a control system 10, when the SR motor 1 is driven, the exciting coils 4 of each phase are sequentially excited by the independent drive circuits of each phase to rotate the rotor 6. At that time, for example, when exciting the U phase, the drive signal generation unit 18 turns on the FET 31a on the upper stage side and the FET 32a on the lower stage side, and energizes the U phase exciting coil 4U of the SR motor 1. Similarly, the drive signal generation unit 18 sequentially excites the V phase (FET31b / FET32b: ON) and the W phase (FET31c / FET32c: ON) using their respective drive circuits (U → V → W → U ... ), The SR motor 1 is rotationally driven.

一方、SRモータ1を発電機として使用する場合には、同期整流部19によって、FET31〜34を制御してバッテリ22側(電源側)に電力を回生する。例えば、U相の回生動作では、FET31aとFET32aをオンさせて供給モードを実施した後、デッドタイムを挟んで、FET33aとFET34aをオンさせて回生モードを実施する。また、V相,W相における回生動作も同様に行われ、V相では、FET31bとFET32bにより供給モード、FET33bとFET34bにより回生モードがそれぞれ実施され、W相では、FET31cとFET32cにより供給モード、FET33cとFET34cにより回生モードがそれぞれ実施される。 On the other hand, when the SR motor 1 is used as a generator, the synchronous rectifier unit 19 controls the FETs 31 to 34 to regenerate the electric power to the battery 22 side (power supply side). For example, in the U-phase regenerative operation, the FET 31a and the FET 32a are turned on to perform the supply mode, and then the FET 33a and the FET 34a are turned on to perform the regenerative mode with a dead time in between. Further, the regenerative operation in the V phase and the W phase is also performed in the same manner. In the V phase, the supply mode is performed by the FET 31b and the FET 32b, and the regeneration mode is performed by the FET 33b and the FET 34b. In the W phase, the supply mode and the FET 33c are performed by the FET 31c and the FET 32c. And the FET 34c perform the regeneration mode, respectively.

ここで、前述のように、SRモータでは回転数が高くなると、1相あたりの通電時間が短くなり、通電電流が指令電流値に到達しにくくなる。また、スイッチ素子のON/OFF回数増加によるスイッチング損失増大などもあり、高回転域ではモータ効率が低下するという問題があった。そこで、本発明による制御システム10では、SRモータ1が定格回転数(例えば2000rpm)を超えるような高回転となった場合、通電形態を各相順次通電から間引き通電に変更してモータ効率の低下を抑制する。図2は、制御システム10における通電制御形態を示す説明図である。 Here, as described above, as the rotation speed of the SR motor increases, the energizing time per phase becomes shorter, and it becomes difficult for the energizing current to reach the command current value. Further, there is a problem that the motor efficiency is lowered in the high rotation speed region due to an increase in switching loss due to an increase in the number of ON / OFF times of the switch element. Therefore, in the control system 10 according to the present invention, when the SR motor 1 has a high rotation speed exceeding the rated rotation speed (for example, 2000 rpm), the energization mode is changed from sequential energization of each phase to thinning energization to reduce the motor efficiency. Suppress. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an energization control mode in the control system 10.

図2に破線にて示したように、SRモータ1も、低〜中回転域では通常のSRモータと同様に各相を順次通電する。すなわち、各相の通電角度(通電時間)をオーバラップさせつつ、U→V→W→U→V→W・・・の順に励磁コイル4を通電する。これに対し、SRモータ1が高回転域となった場合は、通電相を1つ置きに間引き、
→(V)→→(U)→→(W)→→(V)→・・・(括弧内は間引いた相)
の順に励磁コイル4を通電する。すなわち、図2に実線にて示したように、通常通電時における次相を1つ飛ばして励磁コイル4を通電する。
As shown by the broken line in FIG. 2, the SR motor 1 also energizes each phase in sequence in the low to medium rotation range in the same manner as the normal SR motor. That is, the exciting coil 4 is energized in the order of U → V → W → U → V → W ... While overlapping the energization angles (energization time) of each phase. On the other hand, when the SR motor 1 is in the high rotation range, the energized phases are thinned out every other one.
U → (V) → W → (U) → V → (W) → U → (V) → W ... (Phases in parentheses are thinned out)
The exciting coil 4 is energized in the order of. That is, as shown by the solid line in FIG. 2, the exciting coil 4 is energized by skipping one next phase during normal energization.

制御システム10においては、このような間引き通電制御は次のように実施される。ここではまず、回転数検出部14によりSRモータ1の回転数が検出され、回転数判定部15に送られる。回転数判定部15では、回転数検出部14にて得られたSRモータ1の回転数を所定の閾値(ここでは、定格回転数2000rpm)と比較し、SRモータ1が低〜中回転域にあるのか(回転数<閾値)、高回転域にあるのか(回転数≧閾値)を判定する。判定結果は通電形態切替部16に送られ、通電形態切替部16は、SRモータ1が低〜中回転域にある場合は、通常の通電パターン(各相順次通電:通常通電モード)による最大出力駆動を実施する。 In the control system 10, such thinning energization control is carried out as follows. Here, first, the rotation speed detection unit 14 detects the rotation speed of the SR motor 1 and sends it to the rotation speed determination unit 15. In the rotation speed determination unit 15, the rotation speed of the SR motor 1 obtained by the rotation speed detection unit 14 is compared with a predetermined threshold value (here, the rated rotation speed is 2000 rpm), and the SR motor 1 is set to the low to medium rotation speed range. It is determined whether there is (rotation speed <threshold) or in the high rotation speed range (rotation speed ≥ threshold). The determination result is sent to the energization mode switching unit 16, and when the SR motor 1 is in the low to medium rotation range, the energization mode switching unit 16 has the maximum output according to the normal energization pattern (each phase sequential energization: normal energization mode). Carry out the drive.

これに対し、SRモータ1が高回転域にある場合は、現在のモータ作動状態を考慮して通電パターンを決定する。モータ作動状態は、トルク指令・発電量指令21からのトルク指令値に基づいて判断され、負荷が大きいなど、出力を重視してSRモータ1を駆動すべき場合には、通常の通電パターンによる最大出力駆動が実施される。一方、高回転ではあるものの負荷が余り大きくない場合には、モータ効率を重視し、通電パターンを間引き通電モードに切り替え最大効率駆動を実施する。 On the other hand, when the SR motor 1 is in the high rotation range, the energization pattern is determined in consideration of the current motor operating state. The motor operating state is determined based on the torque command value from the torque command / power generation amount command 21, and when the SR motor 1 should be driven with an emphasis on output, such as when the load is large, the maximum is based on the normal energization pattern. Output drive is performed. On the other hand, when the rotation speed is high but the load is not so large, the motor efficiency is emphasized, the energization pattern is switched to the thinning energization mode, and the maximum efficiency drive is performed.

図3は、通常通電時と間引き通電時のそれぞれの通電パターンを示す説明図である。図3に示すように、間引き通電は、通常の各相順次通電における次回通電相(図3ではV相)を省く制御形態であるが、その際、間引いた分の相を、隣接相の通電を延長して補填する。例えば、図3のU相通電は、その前の通電(W相)が省かれるが、その分を進角Aにて補填する。また、U相後に省かれるV相の分は、延長通電角Bにて補填する。この進角Aと延長通電角Bにより、1相分の通電が省かれても、ロータ突極8を引き寄せるに十分な通電がなされ、ロータ6の回転が維持される。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing each energization pattern during normal energization and thinning energization. As shown in FIG. 3, the thinned-out energization is a control mode in which the next energized phase (V phase in FIG. 3) in the normal sequential energization of each phase is omitted. At that time, the thinned-out phase is energized in the adjacent phase. Is extended to make up for it. For example, in the U-phase energization in FIG. 3, the energization (W phase) before that is omitted, but that amount is compensated by the advance angle A. Further, the portion of the V phase that is omitted after the U phase is compensated by the extended energization angle B. Due to the advance angle A and the extension energization angle B, even if the energization for one phase is omitted, sufficient energization is performed to attract the rotor salient pole 8, and the rotation of the rotor 6 is maintained.

図4は、間引き通電時におけるロータ6の変位を示す説明図である。なお、図4では、ステータ突極7が12極、ロータ突極8が8極の場合を示しているが、図1のように、ステータ突極7が6極、ロータ突極8が4極の場合も同様である。図4に示すように、間引き通電時においては、ロータ突極8がU相突極7の位置(図4(a))から間引き相(V相)突極7の位置に来た場合(図4(b))、間引いたV相は無通電のためV相突極7に吸引力は生じない(デッドトルク区間:図2参照)。しかしながら、ロータ6の回転は、慣性やエンジン動力などの外力によって維持される。また、前述の通電延長によっても補填される。そして、1つ飛ばしたW相が励磁されると、その突極7に引き寄せられ回転が継続される(図4(c))。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the displacement of the rotor 6 when the thinning energization is applied. Note that FIG. 4 shows a case where the stator salient pole 7 has 12 poles and the rotor salient pole 8 has 8 poles. However, as shown in FIG. 1, the stator salient pole 7 has 6 poles and the rotor salient pole 8 has 4 poles. The same applies to the case of. As shown in FIG. 4, when the rotor salient pole 8 comes from the position of the U-phase salient pole 7 (FIG. 4 (a)) to the position of the thin-out phase (V-phase) salient pole 7 during the thinning energization (FIG. 4). 4 (b)) Since the thinned V-phase is not energized, no attractive force is generated at the V-phase salient pole 7 (dead torque section: see FIG. 2). However, the rotation of the rotor 6 is maintained by an external force such as inertia or engine power. It is also compensated by the above-mentioned extension of energization. Then, when the W phase skipped by one is excited, it is attracted to the salient pole 7 and the rotation is continued (FIG. 4 (c)).

図5は、通常通電時と間引き通電時における磁束の流れを示す説明図であり、前記ロータ動作を磁束の流れで見ると、図5のようになる。図5(b)の間引き通電では、U相通電によってロータ突極8がU相のステータ突極7に吸引された後、磁束のないデッドトルク区間となる。そして、その後にW相が通電されると、ロータ突極8はW相のステータ突極7に吸引され、ロータ6が回転する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of magnetic flux during normal energization and thinning energization, and the rotor operation is as shown in FIG. 5 when viewed in terms of the flow of magnetic flux. In the thinning energization shown in FIG. 5B, the rotor salient pole 8 is attracted to the U-phase stator salient pole 7 by the U-phase energization, and then a dead torque section without magnetic flux is formed. Then, when the W phase is energized after that, the rotor salient pole 8 is attracted to the W phase stator salient pole 7, and the rotor 6 rotates.

一方、通常通電の場合、各相の励磁形態は、図5(a)に示すように、U相単独→U,V相オーバラップ→V相単独→V,W相オーバラップ→W相単独のように制御が進行する。すなわち、間引き通電制御と異なり、2相がオーバラップ通電される区間が存在する。この場合、2相通電時には、2相同時通電に伴う磁束同士や、前相の残留磁束と現通電相の磁束が反対方向に流れる箇所が生じ、その部位における交番磁界により、鉄損が大きくなる。これに対し、間引き通電では、磁束のないデッドトルク区間が存在するため、磁束が錯綜する区間がなく、その分、損失を低減することができ、モータ効率が向上する。 On the other hand, in the case of normal energization, as shown in FIG. 5A, the excitation form of each phase is U phase alone → U, V phase overlap → V phase alone → V, W phase overlap → W phase alone. Control proceeds as such. That is, unlike the thinning energization control, there is a section in which the two phases are overlapped and energized. In this case, when two-phase energization occurs, there are places where the magnetic fluxes associated with the two-phase simultaneous energization flow, or the residual magnetic flux of the previous phase and the magnetic flux of the current energizing phase flow in opposite directions, and the alternating magnetic field at those places increases iron loss. .. On the other hand, in the thinning energization, since there is a dead torque section without magnetic flux, there is no section where the magnetic flux is complicated, and the loss can be reduced by that amount, and the motor efficiency is improved.

このように、本発明による制御システム10では、SRモータ1が高回転となった場合、3相独立駆動の構成を利用し、通常の通電パターンから1相を間引く、本来の通電パターンとは異なる間引き通電を実施することにより、高回転時における1相あたりの通電時間を通常通電時よりも長く取ることができる。このため、通電電流が指令電流値に到達する時間的な余裕が生まれ、所望のトルク指令値に応じた指令電流値を達成しやすくなり、トルク損失を低減することが可能となる。 As described above, the control system 10 according to the present invention is different from the original energization pattern in which one phase is thinned out from the normal energization pattern by using the three-phase independent drive configuration when the SR motor 1 rotates at high speed. By carrying out thinning energization, the energization time per phase at high rotation speed can be longer than that at normal energization. Therefore, there is a time allowance for the energizing current to reach the command current value, the command current value corresponding to the desired torque command value can be easily achieved, and the torque loss can be reduced.

また、間引き通電により、スイッチ素子のON/OFF回数を減らすことができ、時間あたりの素子の発熱を抑えることができると共に、ON/OFF回数増加に伴う高回転域におけるスイッチング損失も低減される。さらに、励磁コイル4への通電回数の減少により銅損が低減されると共に、モータ駆動周波数も抑えられることから鉄損の低減も図られる。このため、高回転域におけるモータ損失全体が減少し、この点においてもモータ効率の向上が図られる。図6は、通常通電時と間引き通電時のモータ損失の違いを示す説明図であり、破線は通常通電パターンの場合の損失、実線は間引き通電の場合の損失を示している。図6に示すように、間引き通電による損失低減エリアPは、それによる損失増加エリアQよりも大きく、間引き通電により、モータ全体の損失が低減され少なくなることが分かる。 In addition, the thinning energization can reduce the number of ON / OFF times of the switch element, suppress the heat generation of the element per hour, and reduce the switching loss in the high rotation range due to the increase in the number of ON / OFF times. Further, the copper loss is reduced by reducing the number of times the exciting coil 4 is energized, and the motor drive frequency is also suppressed, so that the iron loss can be reduced. Therefore, the total motor loss in the high rotation range is reduced, and the motor efficiency can be improved in this respect as well. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the difference between the motor loss during normal energization and thinning energization, the broken line shows the loss in the case of the normal energization pattern, and the solid line shows the loss in the case of thinning energization. As shown in FIG. 6, the loss reduction area P due to the thinning energization is larger than the loss increase area Q due to the thinning energization, and it can be seen that the loss of the entire motor is reduced and reduced by the thinning energization.

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、定格回転数を基準として高回転域を判断し、通常通電と間引き通電の制御形態の切り替えを行っているが、高回転域の判断基準は定格回転数には限定されず、SRモータの突極数やバッテリ電圧など、各モータの仕様に応じて適宜設定可能である。例えば、1000rpmや3000rpmを高回転域の判断基準とするSRモータにも本発明を適用することも可能である。また、制御形態の切り替えの基準は、モータ回転数以外にも、モータ電流値や車速、温度などを基準として用いることが可能であると共に、それらを適宜複合的に用いて制御形態を切り替えても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
For example, in the above-described embodiment, the high rotation speed is determined based on the rated rotation speed, and the control mode of normal energization and thinning energization is switched, but the determination standard for the high rotation speed is limited to the rated rotation speed. However, it can be appropriately set according to the specifications of each motor, such as the number of salient poles of the SR motor and the battery voltage. For example, it is also possible to apply the present invention to an SR motor in which 1000 rpm or 3000 rpm is used as a determination criterion in a high rotation range. In addition to the motor rotation speed, the control mode can be switched based on the motor current value, vehicle speed, temperature, etc., and the control mode can be switched by using them in combination as appropriate. good.

さらに、図1の実施形態では、ステータ突極7が6極、ロータ突極8が4極のSRモータについて述べたが、本発明は、図4のように、ステータ突極7が12極、ロータ突極8が8極のSRモータにも適用可能であり、突極数は特に限定されない。加えて、前述の実施形態では、3相駆動のSRモータに本発明を適用した例を示したが、5相駆動など、3相以外の複数相駆動のSRモータにも本発明は適用可能である。その場合、奇数相にて駆動されるSRモータの方が間引かれる相が均等化されるため、本発明の適用対象としては好適である。なお、高回転領域のみならず、全回転領域にて間引き通電制御を行うことも可能である。 Further, in the embodiment of FIG. 1, the SR motor in which the stator salient pole 7 is 6 poles and the rotor salient pole 8 is 4 poles has been described, but in the present invention, as shown in FIG. 4, the stator salient pole 7 has 12 poles. The rotor salient pole 8 can also be applied to an SR motor having 8 poles, and the number of salient poles is not particularly limited. In addition, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a three-phase drive SR motor is shown, but the present invention can also be applied to a multi-phase drive SR motor other than the three-phase drive such as a five-phase drive. is there. In that case, the SR motor driven by the odd-numbered phase is more suitable as an application target of the present invention because the phases to be thinned out are equalized. It is also possible to perform thinning energization control not only in the high rotation region but also in the entire rotation region.

本発明によるモータ制御装置・制御方法は、ISG用のモータのみならず、ラジエターファン駆動用のモータなどの車載モータや、他の産業機器用のモータ、家電製品用のモータなどにも広く適用可能である。 The motor control device / control method according to the present invention can be widely applied not only to motors for ISG, but also to in-vehicle motors such as motors for driving radiator fans, motors for other industrial equipment, motors for home appliances, and the like. Is.

1 スイッチトリラクタンスモータ
2 ドライバ回路
3 通電制御部(スイッチトリラクタンスモータ制御装置)
4 励磁コイル
4U U相励磁コイル
4V V相励磁コイル
4W W相励磁コイル
5 ステータ
6 ロータ
7 突極
8 突極
9 回転検出センサ
10 スイッチトリラクタンスモータ制御システム
11 電流指令マップ
12 PWMduty計算部
13 回転位置検出部
14 回転数検出部
15 回転数判定部
16 通電形態切替部
17 転流信号生成部
18 駆動信号生成部
19 同期整流部
21 トルク指令・発電量指令
22 バッテリ
23 電流センサ
30U,30V,30W ブリッジ回路(通電制御回路)
31,31a〜31c FET
32,32a〜32c FET
33,33a〜33c FET
34,34a〜34c FET
A 進角
B 延長通電角
1 Switched reluctance motor 2 Driver circuit 3 Energization control unit (Switched reluctance motor control device)
4 Excitation coil 4U U phase excitation coil 4V V phase excitation coil 4W W phase excitation coil 5 stator 6 rotor 7 salient pole 8 salient pole 9 rotation detection sensor 10 switch trilatance motor control system 11 current command map 12 PWMduty calculation unit 13 rotation position Detection unit 14 Rotation speed detection unit 15 Rotation speed determination unit 16 Energization mode switching unit 17 Commuting signal generation unit 18 Drive signal generation unit 19 Synchronous rectification unit 21 Torque command / power generation command 22 Battery 23 Current sensor 30U, 30V, 30W Bridge Circuit (energization control circuit)
31,31a-31c FET
32,32a to 32c FET
33,33a-33c FET
34,34a-34c FET
A advance angle B extended energization angle

Claims (10)

複数個の突極を有するステータと、前記ステータの突極とは異なる個数の複数個の突極を有するロータと、前記ステータに巻装された複数相のコイルと、を備え、
前記複数相の各相ごとに独立して設けられた通電制御回路を備えたスイッチトリラクタンスモータの制御装置であって、
該制御装置は、前記コイルに対する通電形態を、前記各相のコイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、前記各相のコイルを前記所定の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電とに選択的に切り替える通電形態切替部を有することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
A stator having a plurality of salient poles, a rotor having a plurality of salient poles different from the salient poles of the stator, and a multi-phase coil wound around the stator are provided.
It is a control device of a switched reluctance motor provided with an energization control circuit independently provided for each of the plurality of phases.
In the control device, the coil is energized by normal energization in which the coils of the respective phases are sequentially excited in a predetermined order, and thinning out in which the coils of the respective phases are omitted from the predetermined order every other phase and excited. A switched reluctance motor control device characterized by having an energization mode switching unit that selectively switches between energization and energization.
請求項1記載のスイッチトリラクタンスモータ制御装置において、
該制御装置はさらに、
前記スイッチトリラクタンスモータの回転数を検出する回転数検出部と、
前記回転数検出部にて検出された前記スイッチトリラクタンスモータの回転数と所定の閾値とを比較する回転数判定部と、を有し、
通電形態切替部は、前記回転数判定部の判定結果に基づいて、前記通常通電と前記間引き通電を切り替えることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
In the switched reluctance motor control device according to claim 1.
The controller further
A rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the switched reluctance motor,
It has a rotation speed determination unit that compares the rotation speed of the switched reluctance motor detected by the rotation speed detection unit with a predetermined threshold value.
The energization mode switching unit is a switched reluctance motor control device characterized by switching between the normal energization and the thinning energization based on the determination result of the rotation speed determination unit.
請求項2記載のスイッチトリラクタンスモータ制御装置において、
前記通電形態切替部は、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値以上の高回転域の場合、前記間引き通電を実施することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
In the switched reluctance motor control device according to claim 2.
The switched reluctance motor control device is characterized in that the switched reluctance motor control unit performs the thinning energization when the rotation speed of the switched reluctance motor is in a high rotation range equal to or higher than the threshold value.
請求項2又は3記載のスイッチトリラクタンスモータ制御装置において、
前記通電形態切替部は、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値未満の低〜中回転域の場合、前記通常通電を実施することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
In the switched reluctance motor control device according to claim 2 or 3.
The switched reluctance motor control device is characterized in that when the rotation speed of the switched reluctance motor is in the low to medium rotation range below the threshold value, the normal energization is performed.
請求項1〜4の何れか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータ制御装置において、
前記スイッチトリラクタンスモータは、自動車のスタータジェネレータ用に使用されることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
In the switched reluctance motor control device according to any one of claims 1 to 4.
The switched reluctance motor is a switched reluctance motor control device, which is used for a starter generator of an automobile.
複数個の突極を有するステータと、前記ステータの突極とは異なる個数の複数個の突極を有するロータと、前記ステータに巻装された複数相のコイルと、を備え、
前記複数相の各相ごとに独立して設けられた通電制御回路によって駆動されるスイッチトリラクタンスモータの制御方法であって、
前記コイルに対する通電形態を、前記各相のコイルを所定の順序にて順次励磁する通常通電と、前記各相のコイルを前記所定の順序から1相置きに省いて励磁する間引き通電とに選択的に切り替えることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御方法。
A stator having a plurality of salient poles, a rotor having a plurality of salient poles different from the salient poles of the stator, and a multi-phase coil wound around the stator are provided.
It is a control method of a switched reluctance motor driven by an energization control circuit provided independently for each of the plurality of phases.
The energization form for the coil is selected from normal energization in which the coils of the respective phases are sequentially excited in a predetermined order and thinning energization in which the coils of the respective phases are omitted from the predetermined order every other phase and excited. A switched reluctance motor control method characterized by switching to.
請求項6記載のスイッチトリラクタンスモータ制御方法において、
前記スイッチトリラクタンスモータの回転数を検出して所定の閾値と比較し、
前記比較結果に基づいて、前記通常通電と前記間引き通電を切り替えることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御方法。
In the switched reluctance motor control method according to claim 6,
The rotation speed of the switched reluctance motor is detected and compared with a predetermined threshold value.
A switched reluctance motor control method characterized by switching between the normal energization and the thinning energization based on the comparison result.
請求項7記載のスイッチトリラクタンスモータ制御方法において、
前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値以上の高回転域の場合、前記間引き通電を実施することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御方法。
In the switched reluctance motor control method according to claim 7.
A switched reluctance motor control method, characterized in that the thinning energization is performed when the rotation speed of the switched reluctance motor is in a high rotation speed range equal to or higher than the threshold value.
請求項7又は8記載のスイッチトリラクタンスモータ制御方法において、
前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が前記閾値未満の低〜中回転域の場合、前記通常通電を実施することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御方法。
In the switched reluctance motor control method according to claim 7 or 8.
A switched reluctance motor control method, characterized in that normal energization is performed when the rotation speed of the switched reluctance motor is less than the threshold value in the low to medium rotation range.
請求項6〜9の何れか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータ制御方法において、
前記スイッチトリラクタンスモータは、自動車のスタータジェネレータ用に使用されることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御方法。
In the switched reluctance motor control method according to any one of claims 6 to 9.
The switched reluctance motor control method, wherein the switched reluctance motor is used for a starter generator of an automobile.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220416707A1 (en) * 2021-06-28 2022-12-29 Tula eTechnology, Inc. Selective phase control of an electric machine
US11973447B2 (en) * 2022-06-14 2024-04-30 Tula eTechnology, Inc. Selective phase control of an electric machine

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