JP2021016262A - Control method for three-phase reluctance motor and control device for three-phase reluctance motor - Google Patents

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恭平 清田
Kyohei Kiyota
恭平 清田
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Abstract

To provide a control method for a three-phase reluctance motor and a control device for a three-phase reluctance motor that can obtain high efficiency regardless of whichever rotational torque is small or large.SOLUTION: A device comprises a first operation mode in which stator teeth 12 (A1) and 12 (A2), 12 (B1) and 12 (B2), 12 (C1) and 12 (C2) are magnetized into opposite polarities with respect to each other by passing predetermined drive currents ia1 to ic2 through coils 14 (A1) to 14 (C2) to operate a three-phase reluctance motor 10 as a switched reluctance motor. The device comprises a second operation mode in which the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2), 12 (B1) and 12 (B2), 12 (C1) ) and 12 (C2) are magnetized into a same polarity with respect to each other by passing the predetermined drive currents ia1 to ic2 through the coils 14 (A1) to 14 (C2) to operate the three-phase reluctance motor 10 as a synchronous reluctance motor. When a rotational torque of a rotor 16 is equal to or greater than a reference value Tth, the first mode is selected, and when the rotational torque is less than the reference value Tth, the second mode is selected.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、永久磁石を用いない三相リラクタンスモータの制御方法及び三相リラクタンスモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a three-phase reluctance motor control method and a three-phase reluctance motor control device that do not use permanent magnets.

リラクタンスモータは、堅牢性に優れており、希土類磁石を使用せずに構成できる等の利点があることから、自動車駆動用モータや、産業用のファン、ポンプ、ブロアの用途等、幅広い分野で注目を集めている。 Reluctance motors have excellent robustness and have the advantages of being able to be configured without using rare earth magnets, so they are attracting attention in a wide range of fields such as automobile drive motors, industrial fans, pumps, and blowers. Are collecting.

従来、例えば特許文献1に開示されているように、三相のコイルに励磁電流が流れることによって駆動するスイッチトリラクタンスモータの制御装置であって、三相のコイルにおける少なくとも一相に流れる電流の方向を変えることにより、三相のコイルの極性を、第1の巻線パターン又は第2の巻線パターンのどちらかに切り替える制御装置があった。第1の巻線パターンは、三相のコイルがそれぞれ同じ方向に巻かれた巻線パターンであり、第2の巻線パターンは、三相のコイルのうちの2つが同じ方向に、残りの1つが反対方向に巻かれ、且つ前者の2つのコイルと後者の1つのコイルとが交互に配置された巻線パターンである。 Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, a control device for a switch trilatance motor driven by an exciting current flowing through a three-phase coil, wherein the current flowing in at least one phase of the three-phase coil is used. There was a control device that switched the polarity of the three-phase coil to either the first winding pattern or the second winding pattern by changing the direction. The first winding pattern is a winding pattern in which three-phase coils are wound in the same direction, and the second winding pattern is a winding pattern in which two of the three-phase coils are wound in the same direction and the remaining one. This is a winding pattern in which one is wound in opposite directions and the former two coils and the latter one coil are alternately arranged.

この制御装置は、低負荷時(スイッチトリラクタンスモータの回転トルク及び回転数が第1の領域に位置する時)、各コイルに対し、第1の巻線パターンで動作するように電流を供給し、重負荷時(第1の領域とは異なる第2の領域に位置する時)、各コイルに対し、第2の巻線パターンで動作するように電流を供給する。このように制御することによって、スイッチトリラクタンスモータの効率を悪化させることなく、最大トルクを向上させることができる。 This control device supplies each coil with a current to operate in the first winding pattern at low load (when the switched reluctance motor's rotational torque and rotational speed are in the first region). , Under heavy load (when located in a second region different from the first region), each coil is supplied with a current so as to operate in the second winding pattern. By controlling in this way, the maximum torque can be improved without deteriorating the efficiency of the switched reluctance motor.

特開2018−85904号公報JP-A-2018-85904

リラクタンスモータの効率η[%]は、平均トルクをTave[Nm]、鉄損をWfe[W]、銅損をWcu[W]、回転角速度をω[rad/sec]、回転数をN[rpm]とすると、次の式(1)、(2)のように表すことができる。 The efficiency η [%] of the reluctance motor is Tave [Nm] for average torque, Wfe [W] for iron loss, Wcu [W] for copper loss, ω [rad / sec] for rotational angular velocity, and N [rpm] for rotational speed. ], It can be expressed as the following equations (1) and (2).

η=(ω・Tave−Wfe)/(ω・Tave+Wcu)×100 (1)
ω=(2π/60)・N (2)
この式(1)、(2)から、リラクタンスモータの効率ηを高くするためには、鉄損Wfe及び銅損Wcuを小さくすればよいことが分かる。しかし、実際に設計を行う時には様々な制約事項があり、鉄損Wfe及び銅損Wcuを同時に小さくするのは容易ではない。
η = (ω ・ Tave-Wfe) / (ω ・ Tave + Wcu) × 100 (1)
ω = (2π / 60) ・ N (2)
From these equations (1) and (2), it can be seen that in order to increase the efficiency η of the reluctance motor, the iron loss Wfe and the copper loss Wcu should be reduced. However, there are various restrictions when actually designing, and it is not easy to reduce the iron loss Wfe and the copper loss Wcu at the same time.

一般に、リラクタンスモータを相対的に大きい平均トルクTaveで動作させると、損失の主成分は銅損Wcuになり(Wcu>Wfe)、相対的に小さい平均トルクTaveで動作させると、損失の主成分は鉄損Wfeになる(Wfe>Wcu)。リラクタンスモータを設計する時は、通常、外形を小型化しつつ温度上昇を一定以下に抑えることが重要視され、平均トルクTaveが大きい時の銅損Wcuを小さくすることが優先される場合が多い。したがって、平均トルクTaveが小さい時も大きい時も高い効率ηを得るためには、平均トルクTaveが小さい時の鉄損Wfeを小さくすることが課題になる。 In general, when a reluctance motor is operated with a relatively large average torque Tave, the main component of the loss is copper loss Wcu (Wcu> Wfe), and when operated with a relatively small average torque Tave, the main component of the loss is. Iron loss Wfe (Wfe> Wcu). When designing a reluctance motor, it is usually important to keep the temperature rise below a certain level while miniaturizing the outer shape, and it is often prioritized to reduce the copper loss Wcu when the average torque Tave is large. Therefore, in order to obtain a high efficiency η when the average torque Tave is small or large, it is an issue to reduce the iron loss Wfe when the average torque Tave is small.

特許文献1のスイッチトリラクタンスモータの制御装置は、重負荷時(平均トルクTaveが大きい時)、各コイルに対し、第1の巻線パターンで動作するように電流を供給する。これは、スイッチトリラクタンスモータの通常の駆動方法であり、回転子が回転する過程で、回転子(磁性材料)を通過する磁束が正負方向に大きく振れるため、大きな鉄損Wfeが発生する。しかしながら、重負荷時は銅損Wcuの方が大きいので、鉄損Wfeが多少大きくても効率ηにはそれほど影響しない。 The control device of the switched reluctance motor of Patent Document 1 supplies a current to each coil so as to operate in the first winding pattern under a heavy load (when the average torque Tave is large). This is a normal driving method of a switched reluctance motor, and in the process of rotating the rotor, the magnetic flux passing through the rotor (magnetic material) fluctuates greatly in the positive and negative directions, so that a large iron loss Wfe occurs. However, since the copper loss Wcu is larger under heavy load, even if the iron loss Wfe is slightly large, the efficiency η is not so affected.

一方、低負荷時(平均トルクTaveが小さい時)は、各コイルに対し、第2の巻線パターンで動作するように電流を供給する。このように駆動すると、回転子を通過する磁束の変化幅が少し小さくなって鉄損Wfeが小さくなるので、その分効率ηが高くなる。 On the other hand, when the load is low (when the average torque Tave is small), a current is supplied to each coil so as to operate in the second winding pattern. When driven in this way, the change width of the magnetic flux passing through the rotor becomes slightly smaller and the iron loss Wfe becomes smaller, so that the efficiency η becomes higher accordingly.

このように、特許文献1の制御装置の制御方法を使用すると、平均トルクTaveが小さい時の鉄損Wfeが少し小さくなり、その分だけ平均トルクTaveが小さい時の効率ηを高くすることができる。しかしながら、鉄損Wfeの低下幅が少ないので、効率ηを格段に向上させることはできない。 As described above, when the control method of the control device of Patent Document 1 is used, the iron loss Wfe when the average torque Tave is small becomes a little small, and the efficiency η when the average torque Tave is small can be increased accordingly. .. However, since the decrease in iron loss Wfe is small, the efficiency η cannot be significantly improved.

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、回転トルクが小さい時も大きい時も高い効率が得られる三相リラクタンスモータの制御方法及び三相リラクタンスモータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background technology, and provides a control method for a three-phase reluctance motor and a three-phase reluctance motor control device that can obtain high efficiency when the rotational torque is small or large. The purpose.

本発明は、円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えた三相リラクタンスモータの制御方法であって、
複数の前記コイルを、k組(kは自然数)のA1コイル及びA2コイル、k組(kは自然数)のB1コイル及びB2コイル、及びk組(kは自然数)のC1コイル及びC2コイルに区分し、当該各コイルが周方向にA1、B2、C1、A2、B1、C2の順に等間隔で前記k組が配置され、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをスイッチトリラクタンスモータとして動作させる第1の動作モードと、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる第2の動作モードとを設定し、
前記回転子の回転トルクが基準値以上の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第1のモードで動作させ、基準値未満の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第2のモードで動作させる三相リラクタンスモータの制御方法である。
In the present invention, a plurality of stator teeth are projected on the inner peripheral surface of a cylinder, and a stator in which a coil is wound around each stator is arranged coaxially inside the stator. It is a control method of a three-phase reluctance motor provided with a rotor having a plurality of rotor teeth protruding from the outer peripheral surface.
The plurality of coils are divided into k sets (k is a natural number) of A1 coils and A2 coils, k sets (k is a natural number) of B1 coils and B2 coils, and k sets (k is a natural number) of C1 coils and C2 coils. Then, the k sets are arranged at equal intervals in the order of A1, B2, C1, A2, B1, and C2 in the circumferential direction of each of the coils.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the drive currents are supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A first operation mode in which the three-phase reluctance motor is operated as a switch reluctance motor by supplying a driving current so that the stator teeth are magnetized in opposite polarities at the same timing.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized to the same polarity at the same timing, and the drive current is supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized at the same timing and with the same polarity, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A second operation mode for operating the three-phase reluctance motor as a synchronous reluctance motor is set by supplying a drive current so that the stator teeth are magnetized at the same timing and with the same polarity. ,
When the rotational torque of the rotor is equal to or higher than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the first mode, and when it is less than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the second mode. This is a control method for a three-phase reluctance motor.

また、本発明は、円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えた三相リラクタンスモータの動作を制御する三相リラクタンスモータ制御装置であって、
複数の前記コイルを、k組(kは自然数)のA1コイル及びA2コイル、k組(kは自然数)のB1コイル及びB2コイル、及びk組(kは自然数)のC1コイル及びC2コイルに区分し、当該各コイルが周方向にA1、B2、C1、A2、B1、C2の順に等間隔で前記k組が配置され、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをスイッチトリラクタンスモータとして動作させる第1の動作モードと、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる第2の動作モードとを設定し、
前記回転子の回転トルクが基準値以上の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第1のモードで動作させ、基準値未満の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第2のモードで動作させる三相リラクタンスモータ制御装置である。
Further, in the present invention, a plurality of stator tooth portions are projected on the inner peripheral surface of the cylinder, and a stator in which a coil is wound around each stator tooth portion is arranged coaxially inside the stator. A three-phase reluctance motor control device that controls the operation of a three-phase reluctance motor including a rotor having a plurality of rotor teeth projecting on the outer peripheral surface.
The plurality of coils are divided into k sets (k is a natural number) of A1 coils and A2 coils, k sets (k is a natural number) of B1 coils and B2 coils, and k sets (k is a natural number) of C1 coils and C2 coils. Then, the k sets are arranged at equal intervals in the order of A1, B2, C1, A2, B1, and C2 in the circumferential direction of each of the coils.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the drive currents are supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A first operation mode in which the three-phase reluctance motor is operated as a switch reluctance motor by supplying a driving current so that the stator teeth are magnetized in opposite polarities at the same timing.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized to the same polarity at the same timing, and the drive current is supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized at the same timing and with the same polarity, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A second operation mode for operating the three-phase reluctance motor as a synchronous reluctance motor is set by supplying a drive current so that the stator teeth are magnetized at the same timing and with the same polarity. ,
When the rotational torque of the rotor is equal to or higher than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the first mode, and when it is less than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the second mode. It is a three-phase reluctance motor control device.

特に、前記A1コイル、前記A2コイル、前記B1コイル、前記B2コイル、前記C1コイル及び前記C2コイルを個別に駆動する6つのフルブリッジ型PWMインバータを備え、前記第1及び第2の動作モードの切り替えを、前記各フルブリッジ型PWMインバータのスイッチングのシーケンスを変更することによって行う構成にすることが好ましい。 In particular, the A1 coil, the A2 coil, the B1 coil, the B2 coil, the C1 coil, and the six full-bridge PWM inverters that individually drive the C2 coil are provided, and the first and second operation modes are provided. It is preferable that the switching is performed by changing the switching sequence of each of the full bridge type PWM inverters.

あるいは、2つのスイッチング素子の直列回路で成る第1〜第6のアームを有し、前記第1のアームの中点と前記第2のアームの中点との間に、前記A1コイル及び前記A2コイルの直列回路が接続され、前記第3のアームの中点と前記第4のアームの中点との間に、前記B1コイル及び前記B2コイルの直列回路が接続され、前記第5のアームの中点と前記第6のアームの中点との間に、前記C1コイル及び前記C2コイルの直列回路が接続され、前記A1及びA2コイルの接続点と前記B1及びB2コイルの接続点と前記C1及びC2コイルの接続点とが相互に接続された状態で、前記各コイルを駆動するPWMインバータを備え、前記第1及び第2の動作モードの切り替えを、前記PWMインバータのスイッチングのシーケンスを変更することによって行う構成にすることが好ましい。 Alternatively, it has first to sixth arms composed of a series circuit of two switching elements, and the A1 coil and the A2 are located between the midpoint of the first arm and the midpoint of the second arm. A series circuit of the coil is connected, and a series circuit of the B1 coil and the B2 coil is connected between the midpoint of the third arm and the midpoint of the fourth arm, and the series circuit of the B1 coil and the B2 coil is connected to the fifth arm. A series circuit of the C1 coil and the C2 coil is connected between the middle point and the middle point of the sixth arm, and the connection point of the A1 and A2 coils, the connection point of the B1 and B2 coils, and the C1 The PWM inverter for driving each coil is provided in a state where the connection points of the C2 coil and the connection point of the C2 coil are connected to each other, and the switching of the first and second operation modes is changed by changing the switching sequence of the PWM inverter. It is preferable to make the configuration performed by the above.

本発明の三相リラクタンスモータの制御方法及び三相リラクタンスモータ制御装置は、回転子の回転トルクの大小によって動作モードの切り替えを行い、回転トルクが大きい時は、三相リアクタンスモータをスイッチトリラクタンスモータとして動作させ(第1の動作モード)、回転トルクが小さい時はシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる(第2の動作モード)という制御を行う。そして、この独特な制御を行うことにより、回転トルクが小さい時の鉄損が大幅に低減され、回転トルクが大きい時も小さい時も高い効率が得られる。 The three-phase reluctance motor control method and the three-phase reluctance motor control device of the present invention switch the operation mode according to the magnitude of the rotation torque of the rotor, and switch the three-phase reluctance motor when the rotation torque is large. (First operation mode), and when the rotational torque is small, it is operated as a synchronous reluctance motor (second operation mode). By performing this unique control, iron loss when the rotational torque is small is significantly reduced, and high efficiency can be obtained when the rotational torque is large or small.

また、スイッチトリラクタンスモータは、回転トルクが小さい時に騒音や振動が問題になりやすいが、本発明では、回転トルクが小さい時は、三相リラクタンスモータをシンクロナスリラクタンスモータとして動作させるので、騒音や振動の問題が発生しにくい。 In addition, the switched reluctance motor tends to have problems of noise and vibration when the rotational torque is small. However, in the present invention, when the rotational torque is small, the three-phase reluctance motor is operated as a synchronous reluctance motor, so that noise and vibration are generated. Vibration problems are less likely to occur.

制御対象の三相リラクタンスモータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-phase reluctance motor which is controlled. 本発明の三相リラクタンスモータ制御装置の一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Embodiment of the three-phase reluctance motor control apparatus of this invention. この実施形態の制御装置に設定されたが2つの動作モードを示す図(a)、動作モードを切り替える時の回転トルクの基準値の設定方法を示すグラフ(b)である。It is a figure (a) which showed two operation modes set in the control device of this embodiment, and a graph (b) which shows the setting method of the reference value of the rotational torque at the time of switching operation modes. この実施形態の制御装置が各コイルに供給する駆動電流の波形の例を示すグラフである(第1の動作モード)。It is a graph which shows the example of the waveform of the drive current supplied to each coil by the control device of this embodiment (the first operation mode). この実施形態の制御装置が有する駆動回路のスイッチングのシーケンスを示すタイミングチャートである(第1の動作モード)。It is a timing chart which shows the switching sequence of the drive circuit which the control device of this embodiment has (the first operation mode). 図4に示すタイミングT11〜T13における磁束の流れを順に示す図(a)〜(c)である。It is a figure (a)-(c) which shows the flow of the magnetic flux at the timing T11-T13 shown in FIG. 4 in order. 図4に示すタイミングT14〜T16における磁束の流れを順に示す図(a)〜(c)である。It is a figure (a)-(c) which shows the flow of the magnetic flux at the timing T14-T16 shown in FIG. 4 in order. この実施形態の制御装置が各コイルに供給する駆動電流の波形の例を示すグラフである(第2の動作モード)。It is a graph which shows the example of the waveform of the drive current supplied to each coil by the control device of this embodiment (second operation mode). この実施形態の制御装置が有する駆動回路のスイッチングのシーケンスを示すタイミングチャートである(第2の動作モード)。It is a timing chart which shows the switching sequence of the drive circuit which the control device of this embodiment has (the second operation mode). 図8に示すタイミングT21〜T23における磁束の流れを順に示す図(a)〜(c)である。8 (a) to (c) show the flow of magnetic flux at timings T21 to T23 shown in FIG. 8 in order. 図8に示すタイミングT24〜T26における磁束の流れを順に示す図(a)〜(c)である。8 (a) to (c) show the flow of magnetic flux at timings T24 to T26 shown in FIG. 8 in order. 三相リラクタンスモータ制御装置の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the three-phase reluctance motor control device. 図12の三相リラクタンスモータ制御装置が各コイルに供給する駆動電流の波形の例を示すグラフ(a)、(b)、(c)である(第1の動作モード)。It is a graph (a), (b), (c) which shows the example of the waveform of the drive current supplied to each coil by the three-phase reluctance motor control device of FIG. 12 (the first operation mode). 図12の三相リラクタンスモータ制御装置が各コイルに供給する駆動電流の波形の例を示すグラフ(a)、(b)、(c)である(第2の動作モード)。It is a graph (a), (b), (c) which shows the example of the waveform of the drive current supplied to each coil by the three-phase reluctance motor control device of FIG. 12 (second operation mode). 実施例1における第1の動作モードのシミュレーションに用いた各コイルの駆動電流の波形を示すグラフ(a)、(b)、(c)である。It is a graph (a), (b), (c) which shows the waveform of the drive current of each coil used in the simulation of the 1st operation mode in Example 1. FIG. 実施例1における第2の動作モードのシミュレーションに用いた各コイルの駆動電流の波形を示すグラフ(a)、(b)、(c)である。It is a graph (a), (b), (c) which shows the waveform of the drive current of each coil used in the simulation of the 2nd operation mode in Example 1. FIG. 実施例1におけるシミュレーション結果を示す図であって、鉄損の特性を示すグラフ(a)、銅損の特性をグラフ(b)、効率の特性を示すグラフ(c)である。It is a figure which shows the simulation result in Example 1, and is the graph (a) which shows the characteristic of iron loss, the graph (b) which shows the characteristic of copper loss, and the graph (c) which shows the characteristic of efficiency. 実施例1における第2の動作モードのシミュレーションに用いた各コイルの駆動電流の波形の変更例を示すグラフ(a)、(b)、(c)である。It is a graph (a), (b), (c) which shows the change example of the waveform of the drive current of each coil used in the simulation of the 2nd operation mode in Example 1. FIG.

以下、本発明の三相リラクタンスモータ制御装置の一実施形態について、図1〜図11に基づいて説明する。なお、本発明の三相リラクタンスモータの制御方法の一実施形態は、この三相リラクタンスモータ制御装置により実施される。 Hereinafter, an embodiment of the three-phase reluctance motor control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. In addition, one embodiment of the control method of the three-phase reluctance motor of this invention is carried out by this three-phase reluctance motor control device.

まず、制御対象の三相リアクタンスモータの基本構造の一例を簡単に説明する。図1に示す三相リラクタンスモータ10は、円筒状の固定子12と、固定子12の内側に同軸に配置された回転子16とを備えている。 First, an example of the basic structure of the controlled three-phase reactance motor will be briefly described. The three-phase reluctance motor 10 shown in FIG. 1 includes a cylindrical stator 12 and a rotor 16 coaxially arranged inside the stator 12.

固定子12の内周面には、時計回りで均等間隔に、6つの固定子歯部12(A1),12(B2),12(C1),12(A2),12(B1),12(C2)が順に突設され、各固定子歯部に、駆動用のコイル14(A1),14(B2),14(C1),14(A2),14(B1),14(C2)が各々巻回されている。なお、図1の中の、各コイル14(A1)〜14(C2)の近傍に付したドットは、巻き方向を示している。 On the inner peripheral surface of the stator 12, six stator teeth 12 (A1), 12 (B2), 12 (C1), 12 (A2), 12 (B1), 12 ( C2) are projected in order, and the driving coils 14 (A1), 14 (B2), 14 (C1), 14 (A2), 14 (B1), and 14 (C2) are provided in each stator tooth. It is being wound. The dots in the vicinity of the coils 14 (A1) to 14 (C2) in FIG. 1 indicate the winding direction.

また、回転子16の外周面には、時計回りで均等間隔に、4つの回転子歯部16(R1)〜16(R4)が順に突設されている。 Further, four rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are sequentially provided on the outer peripheral surface of the rotor 16 at equal intervals in the clockwise direction.

コイル12(A1),12(A2)のインダクタンスLaは、回転子歯部16(R1)〜16(R4)の中のどれかが近づいて対向した時に最も大きくなり、離れると小さくなる。コイル12(B1),12(B2)のインダクタンスLb、コイル12(C1),12(C2)のインダクタンスLcも同様である。つまり、各インダクタンスは、回転子14が回転することによって周期的に増減することになる。 The inductance La of the coils 12 (A1) and 12 (A2) becomes maximum when any of the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) approaches and faces each other, and decreases when they are separated. The same applies to the inductance Lb of the coils 12 (B1) and 12 (B2) and the inductance Lc of the coils 12 (C1) and 12 (C2). That is, each inductance increases and decreases periodically as the rotor 14 rotates.

図4のグラフでは、横軸を回転角θ(図1参照)とした時のインダクタンスLa〜Lcの変化を細い破線で示している。インダクタンスLaは、上段のグラフに示すように、θ=0,90,180,270degの時に最大になり、θ=45,135,225,315degの時に最小となる。インダクタンスLbは、中段のグラフに示すように、インダクタンスLaに対して位相が30deg遅れて変化する。また、インダクタンスLcは、下段のグラフに示すように、インダクタンスLaに対して位相が60deg遅れて変化する。 In the graph of FIG. 4, the change in inductance La to Lc when the horizontal axis is the rotation angle θ (see FIG. 1) is shown by a thin broken line. As shown in the upper graph, the inductance La becomes maximum when θ = 0,90,180,270 deg and minimizes when θ = 45,135,225,315 deg. As shown in the middle graph, the inductance Lb changes with a phase delay of 30 deg with respect to the inductance La. Further, as shown in the lower graph, the inductance Lc changes with a phase delay of 60 deg with respect to the inductance La.

次に、この実施形態の三相リラクタンスモータ制御装置18について説明する。三相リラクタンスモータ制御装置18は、図2に示すように、6つの駆動回路20(A1),20(A2),20(B1),20(B2),20(C1),20(C2)を備えている。駆動回路20(A1)は、コイル14(A1)に所定の駆動電流ia1を供給する回路で、いわゆるフルブリッジ型PWMインバータの構成になっている。第1のアームは、スイッチング素子SW1(A1)とSW2(A1)との直列回路であり、スイッチング素子SW1(A1)がハイサイド側に配置され、中点にコイル14(A1)のドットを付した一端が接続される。第2のアームは、スイッチング素子SW3(A1)とスイッチング素子SW4(A1)との直列回路であり、スイッチング素子SW3(A1)がハイサイド側に配置され、中点にコイル14(A1)の他端が接続される。 Next, the three-phase reluctance motor control device 18 of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the three-phase reluctance motor control device 18 has six drive circuits 20 (A1), 20 (A2), 20 (B1), 20 (B2), 20 (C1), and 20 (C2). I have. The drive circuit 20 (A1) is a circuit that supplies a predetermined drive current ia1 to the coil 14 (A1), and has a so-called full-bridge type PWM inverter configuration. The first arm is a series circuit of the switching elements SW1 (A1) and SW2 (A1), the switching element SW1 (A1) is arranged on the high side side, and the dot of the coil 14 (A1) is attached to the midpoint. One end is connected. The second arm is a series circuit of the switching element SW3 (A1) and the switching element SW4 (A1), the switching element SW3 (A1) is arranged on the high side side, and the coil 14 (A1) and others are located at the midpoint. The ends are connected.

駆動回路20(A2)は、コイル14(A2)に所定の駆動電流ia2を供給する回路で、駆動回路20(A1)と同様のフルブリッジ型PWMインバータの構成になっている。第1のアームは、スイッチング素子SW1(A2)とスイッチング素子SW2(A2)との直列回路であり、スイッチング素子SW1(A2)がハイサイド側に配置され、中点にコイル14(A2)のドットを付した一端が接続される。第2のアームは、スイッチング素子SW3(A2)とスイッチング素子SW4(A2)との直列回路であり、スイッチング素子SW3(A2)がハイサイド側に配置され、中点にコイル14(A2)の他端が接続される。 The drive circuit 20 (A2) is a circuit that supplies a predetermined drive current ia2 to the coil 14 (A2), and has the same full-bridge type PWM inverter configuration as the drive circuit 20 (A1). The first arm is a series circuit of the switching element SW1 (A2) and the switching element SW2 (A2), the switching element SW1 (A2) is arranged on the high side side, and the dot of the coil 14 (A2) is placed at the midpoint. One end marked with is connected. The second arm is a series circuit of the switching element SW3 (A2) and the switching element SW4 (A2), the switching element SW3 (A2) is arranged on the high side side, and the coil 14 (A2) is located at the midpoint. The ends are connected.

駆動回路20(B1),20(B2)は、コイル14(B1),14(B2)に所定の駆動電流ib1,ib2を供給する回路で、駆動回路20(A1),20(A2)と同様のフルブリッジ型PWMインバータの構成になっている。また、駆動回路20(C1),20(C2)は、コイル14(C1),14(C2)に所定の駆動電流ic1,ic2を供給する回路で、駆動回路20(A1),20(A2)と同様のフルブリッジ型PWMインバータの構成になっている。6つの駆動回路20(A1)〜20(C2)のスイッチング動作は、図示しないスイッチング制御部によって一括制御される。 The drive circuits 20 (B1) and 20 (B2) are circuits that supply predetermined drive currents ib1 and ib2 to the coils 14 (B1) and 14 (B2), and are the same as the drive circuits 20 (A1) and 20 (A2). It has the configuration of a full bridge type PWM inverter. Further, the drive circuits 20 (C1) and 20 (C2) are circuits that supply predetermined drive currents ic1 and ic2 to the coils 14 (C1) and 14 (C2), and are drive circuits 20 (A1) and 20 (A2). It has the same configuration as the full bridge type PWM inverter. The switching operations of the six drive circuits 20 (A1) to 20 (C2) are collectively controlled by a switching control unit (not shown).

なお、図2の中の、各コイル14(A1)〜14(C2)の近傍に付したドットはコイルの巻き方向を示しており、図1のドットに対応している。また、各コイル14(A1)〜14(C2)の近傍に付した矢印は、駆動電流ia1〜ic2の正方向を定義している。以下、駆動電流ia1〜ic2が流れる向きについて、矢印の向き(ドットを付した一端に流入する向き)を正方向、矢印と反対の向きを負方向と称する。 The dots in the vicinity of the coils 14 (A1) to 14 (C2) in FIG. 2 indicate the winding direction of the coils and correspond to the dots in FIG. Further, the arrows attached in the vicinity of the coils 14 (A1) to 14 (C2) define the positive direction of the drive currents ia1 to ic2. Hereinafter, regarding the direction in which the drive currents ia1 to ic2 flow, the direction of the arrow (the direction of flowing into one end with a dot) is referred to as a positive direction, and the direction opposite to the arrow is referred to as a negative direction.

三相リラクタンスモータ制御装置18には、あらかじめ2つの動作モードが設定されている。第1の動作モードは、スイッチング制御部が6つの駆動回路20(A1)〜20(C2)のスイッチング動作を制御して、三相リラクタンスモータ10をスイッチトリラクタンスモータ[SRM]として動作させるモードである。また、第2の動作モードは、スイッチング制御部が6つの駆動回路20(A1)〜20(C2)のスイッチング動作を制御して、三相リラクタンスモータ10をシンクロナスリラクタンスモータ[SynRM]として動作させるモードである。 Two operation modes are set in advance in the three-phase reluctance motor control device 18. In the first operation mode, the switching control unit controls the switching operation of the six drive circuits 20 (A1) to 20 (C2) to operate the three-phase reluctance motor 10 as a switched reluctance motor [SRM]. is there. In the second operation mode, the switching control unit controls the switching operation of the six drive circuits 20 (A1) to 20 (C2) to operate the three-phase reluctance motor 10 as a synchronous reluctance motor [SynRM]. The mode.

詳しくは後の動作説明の中で述べるが、第1の動作モードでは、コイル14(A1),14(A2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(A1),12(A2)同士が互いに逆極性(N極とS極)に磁化するように駆動電流ia1,ia2を供給する。また、コイル14(B1),14(B2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(B1),12(B2)同士が互いに逆極性(N極とS極)に磁化するように駆動電流ib1,ib2を供給する。さらに、コイル14(C1),14(C2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(C1),12(C2)同士が互いに逆極性(N極とS極)に磁化するように駆動電流ic1,ic2を供給する。これにより、三相リラクタンスモータ10をスイッチトリラクタンスモータとして動作させる。 Details will be described later in the operation description, but in the first operation mode, the stator teeth 12 (A1), 12 in which each coil is wound around the coils 14 (A1) and 14 (A2). The drive currents ia1 and ia2 are supplied so that (A2) magnetize each other with opposite polarities (N pole and S pole). Further, with respect to the coils 14 (B1) and 14 (B2), the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) around which the coils are wound are magnetized to opposite polarities (N pole and S pole). The drive currents ib1 and ib2 are supplied so as to do so. Further, with respect to the coils 14 (C1) and 14 (C2), the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) around which the coils are wound are magnetized to opposite polarities (N pole and S pole). The drive currents ic1 and ic2 are supplied so as to do so. As a result, the three-phase reluctance motor 10 is operated as a switched reluctance motor.

また、第2の動作モードでは、コイル14(A1),14(A2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(A1),12(A2)同士が互いに同極性に磁化するように駆動電流ia1,ia2を供給する。また、コイル14(B1),14(B2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(B1),12(B2)同士が互いに同極性に磁化するように駆動電流ib1,ib2を供給する。さらに、コイル14(C1),14(C2)に対し、当該各コイルが巻回された固定子歯部12(C1),12(C2)同士が互いに同極性に磁化するように駆動電流ic1,ic2を供給する。これにより、三相リラクタンスモータ10をシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる。 Further, in the second operation mode, the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2) around which the coils are wound are magnetized with the same polarity with respect to the coils 14 (A1) and 14 (A2). The drive currents ia1 and ia2 are supplied so as to do so. Further, with respect to the coils 14 (B1) and 14 (B2), the drive currents ib1 and so that the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) around which the coils are wound are magnetized with the same polarity. Supply ib2. Further, with respect to the coils 14 (C1) and 14 (C2), the drive current ic1, so that the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) around which the coils are wound are magnetized with the same polarity. Supply ic2. As a result, the three-phase reluctance motor 10 is operated as a synchronous reluctance motor.

どちらの動作モードを選択するかは、スイッチング制御部が判断する。スイッチング制御部は、図3(a)に示すように、回転トルクが基準値Tth以上の時に第1の動作モードを選択し、基準値Tth未満の時に第2の動作モードを選択する。 The switching control unit determines which operation mode is selected. As shown in FIG. 3A, the switching control unit selects the first operation mode when the rotational torque is equal to or greater than the reference value Tth, and selects the second operation mode when the rotational torque is less than the reference value Tth.

図3(b)は、三相リラクタンスモータ10を、常にスイッチトリアクタンスモータ[SRM]として動作させた時の効率特性と、常にシンクロナスリラクタンスモータ[SynRM]として動作させた時の効率特性とを示している。2つの効率特性を比較して分かるように、効率ηが最大になる回転トルクの値は、後者の方が低くなる。これは、シンクロナスリラクタンスモータ[SynRM]として動作した時の方が、鉄損Wfeが小さくなり、銅損Wcuが大きくなるからである。 FIG. 3B shows the efficiency characteristics when the three-phase reluctance motor 10 is always operated as a switched reactance motor [SRM] and the efficiency characteristics when the three-phase reluctance motor 10 is always operated as a synchronous reluctance motor [SynRM]. Shown. As can be seen by comparing the two efficiency characteristics, the value of the rotational torque that maximizes the efficiency η is lower in the latter. This is because the iron loss Wfe becomes smaller and the copper loss Wcu becomes larger when operating as a synchronous reluctance motor [SynRM].

基準値Tthを決定するときは、あらかじめ図3(b)に示す効率特性を実測し、2つの効率特性の大小関係が逆転するポイントTxを基準値Tthにするとよい。なお、スイッチン制御部は、動作モードを選択する時、実動作中の回転トルク(又はこれに対応した特性値)の検出結果に基づいて選択してもよいし、回転トルクの制御指令値に基づいて選択してもよい。 When determining the reference value Tth, it is preferable to actually measure the efficiency characteristics shown in FIG. 3B in advance and set the point Tx at which the magnitude relationship between the two efficiency characteristics is reversed as the reference value Tth. When selecting the operation mode, the switchon control unit may select the operation mode based on the detection result of the rotation torque (or the characteristic value corresponding to the rotation torque) during the actual operation, or the control command value of the rotation torque may be selected. It may be selected based on.

次に、三相リラクタンスモータ制御装置18及び三相リラクタンスモータ10の動作を説明する。スイッチング制御部が第1の動作モードを選択すると、駆動回路20(A1)は、コイル14(A1)に向けて、図4の上段のグラフに示す駆動電流ia1を供給する。つまり、コイル14(A1)のインダクタンスLaが増加している期間に駆動電流ia1(例えば台形状の駆動電流)を負方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。この負方向の電流は、図5に示すように、スイッチング素子SW1(A1),SW4(A1)をオフに固定し、スイッチング素子SW2(A1),SW3(A1)を同位相でオンオフさせることによって発生させる。 Next, the operation of the three-phase reluctance motor control device 18 and the three-phase reluctance motor 10 will be described. When the switching control unit selects the first operation mode, the drive circuit 20 (A1) supplies the drive current ia1 shown in the upper graph of FIG. 4 toward the coil 14 (A1). That is, while the inductance La of the coil 14 (A1) is increasing, a drive current ia1 (for example, a trapezoidal drive current) is passed in the negative direction, and a large rotation occurs in the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). Apply torque. As shown in FIG. 5, the current in the negative direction is obtained by fixing the switching elements SW1 (A1) and SW4 (A1) to off and turning the switching elements SW2 (A1) and SW3 (A1) on and off in the same phase. generate.

駆動回路20(A2)は、コイル14(A2)に向けて、図4の上段のグラフに示す駆動電流ia2を供給する。つまり、コイル14(A2)のインダクタンスLaが増加している期間に駆動電流ia2(例えば台形状の電流)を正方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。この正方向の電流は、図5に示すように、スイッチング素子SW2(A2),SW3(A2)をオフに固定し、スイッチング素子SW1(A2),SW4(A2)を同位相でオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (A2) supplies the drive current ia2 shown in the upper graph of FIG. 4 toward the coil 14 (A2). That is, while the inductance La of the coil 14 (A2) is increasing, the drive current ia2 (for example, trapezoidal current) is passed in the positive direction, and a large rotational torque is applied to the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). To act. As shown in FIG. 5, this positive current is obtained by fixing the switching elements SW2 (A2) and SW3 (A2) to off and turning the switching elements SW1 (A2) and SW4 (A2) on and off in the same phase. generate.

駆動回路20(B1)は、コイル14(B1)に向けて、図4の中段のグラフに示す駆動電流ib1を供給する。つまり、コイル14(B1)のインダクタンスLbが増加している期間に駆動電流ib1(例えば台形状の電流)を負方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ib1の波形は駆動電流ia1の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を、図5の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させることができる。 The drive circuit 20 (B1) supplies the drive current ib1 shown in the middle graph of FIG. 4 toward the coil 14 (B1). That is, while the inductance Lb of the coil 14 (B1) is increasing, the drive current ib1 (for example, trapezoidal current) is passed in the negative direction, and a large rotational torque is applied to the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). To act. The waveform of the drive current ib1 is similar to the waveform of the drive current ia1, and can be generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(B2)は、コイル14(B2)に向けて、図4の中段のグラフに示す駆動電流ib2を供給する。つまり、コイル14(B2)のインダクタンスLbが増加している期間に駆動電流ib2(例えば台形状の電流)を正方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ib2の波形は駆動電流ia2の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を、図5の駆動回路20(A2)と同様にオンオフさせることによって発生させることができる。 The drive circuit 20 (B2) supplies the drive current ib2 shown in the middle graph of FIG. 4 toward the coil 14 (B2). That is, while the inductance Lb of the coil 14 (B2) is increasing, the drive current ib2 (for example, trapezoidal current) is passed in the positive direction, and a large rotational torque is applied to the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). To act. The waveform of the drive current ib2 is similar to the waveform of the drive current ia2, and can be generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A2) of FIG.

駆動回路20(C1)は、コイル14(C1)に向けて、図4の下段のグラフに示す駆動電流ic1を供給する。つまり、コイル14(C1)のインダクタンスLcが増加している期間に駆動電流ic1(例えば台形状の電流)を負方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ic1の波形は駆動回路ia1の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を、図5の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させることができる。 The drive circuit 20 (C1) supplies the drive current ic1 shown in the lower graph of FIG. 4 toward the coil 14 (C1). That is, while the inductance Lc of the coil 14 (C1) is increasing, a drive current ic1 (for example, a trapezoidal current) is passed in the negative direction, and a large rotational torque is applied to the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). To act. The waveform of the drive current ic1 is similar to the waveform of the drive circuit ia1, and can be generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(C2)は、コイル14(C2)に向けて、図4の下段のグラフに示す駆動電流ic2を供給する。つまり、コイル14(C2)のインダクタンスLcが増加している期間に駆動電流ib2(例えば台形状の電流)を正方向に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ic2の波形は駆動電流ia2の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を、図5の駆動回路20(A2)と同様にオンオフさせることによって発生させることができる。 The drive circuit 20 (C2) supplies the drive current ic2 shown in the lower graph of FIG. 4 toward the coil 14 (C2). That is, while the inductance Lc of the coil 14 (C2) is increasing, the drive current ib2 (for example, trapezoidal current) is passed in the positive direction, and a large rotational torque is applied to the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4). To act. The waveform of the drive current ic2 is similar to the waveform of the drive current ia2, and can be generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A2) of FIG.

図6(a)〜(c)、図7(a)〜(c)は、図4の中に表記したタイミングT11〜T16における磁束φの流れを示している。タイミングT11は、コイル14(A1),コイル14(A2)に駆動電流ia1,ia2が流れている時であり、固定子歯部12(A1),12(A2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1)から16(R3)の向きに磁束φが通過する。タイミングT12は、コイル14(B1),コイル14(B2)に駆動電流ib1,ib2が流れている時であり、固定子歯部12(B1),12(B2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R2)から16(R4)の向きに磁束φが通過する。タイミングT13は、コイル14(C1),コイル14(C2)に駆動電流ic1,ic2が流れている時であり、固定子歯部12(C1),12(C2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R3)から16(R1)の向きに磁束φが通過する。 6 (a) to 6 (c) and 7 (a) to 7 (c) show the flow of the magnetic flux φ at the timings T11 to T16 shown in FIG. Timing T11 is when the drive currents ia1 and ia2 are flowing through the coil 14 (A1) and the coil 14 (A2), and the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R1) to 16 (R3). Timing T12 is when the drive currents ib1 and ib2 are flowing through the coil 14 (B1) and the coil 14 (B2), and the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R2) to 16 (R4). Timing T13 is when the drive currents ic1 and ic2 are flowing through the coil 14 (C1) and the coil 14 (C2), and the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R3) to 16 (R1).

タイミングT14は、コイル14(A1),コイル14(A2)に駆動電流ia1,ia2が流れている時であり、固定子歯部12(A1),12(A2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R4)から16(R2)の向きに磁束φが通過する。タイミングT15は、コイル14(B1),コイル14(B2)に駆動電流ib1,ib2が流れている時であり、固定子歯部12(B1),12(B2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1)から16(R3)の向きに磁束φが通過する。タイミングT16は、コイル14(C1),コイル14(C2)に駆動電流ic1,ic2が流れている時であり、固定子歯部12(C1),12(C2)が互いに逆極性に磁化され(N極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R2)から16(R4)の向きに磁束φが通過する。 The timing T14 is when the drive currents ia1 and ia2 are flowing through the coil 14 (A1) and the coil 14 (A2), and the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R4) to 16 (R2). Timing T15 is when the drive currents ib1 and ib2 are flowing through the coil 14 (B1) and the coil 14 (B2), and the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R1) to 16 (R3). Timing T16 is when the drive currents ic1 and ic2 are flowing through the coil 14 (C1) and the coil 14 (C2), and the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) are magnetized in opposite polarities ( The magnetic flux φ passes through the rotor 16 (N pole and S pole) in the direction from the rotor tooth portion 16 (R2) to 16 (R4).

図6(a)と図6(c)を比較して分かるように、タイミングT11とT13は、どちらも回転子歯部16(R1)と16(R3)との間を磁束φが通過するが、その磁束φの向きは互いに逆向きになる。つまり、磁束φが正負方向に大きく振れるので、回転子16に大きな鉄損Wfeが発生する。また、図6(b)と図7(a)を比較して分かるように、タイミングT12とT14は、どちらも回転子歯部16(R2)と16(R4)との間を磁束φが通過するが、その磁束φの向きは互いに逆向きになる。つまり、磁束φが正負方向に大きく振れるので、回転子16に大きな鉄損Wfeが発生する。 As can be seen by comparing FIGS. 6 (a) and 6 (c), the magnetic flux φ passes between the rotor teeth 16 (R1) and 16 (R3) in both the timings T11 and T13. , The directions of the magnetic flux φ are opposite to each other. That is, since the magnetic flux φ swings greatly in the positive and negative directions, a large iron loss Wfe is generated in the rotor 16. Further, as can be seen by comparing FIGS. 6 (b) and 7 (a), the magnetic flux φ passes between the rotor teeth 16 (R2) and 16 (R4) at both the timings T12 and T14. However, the directions of the magnetic flux φ are opposite to each other. That is, since the magnetic flux φ swings greatly in the positive and negative directions, a large iron loss Wfe is generated in the rotor 16.

このように、三相リラクタンスモータ10をスイッチトリラクタンスモータ[SRM]として動作させると、大きな鉄損Wfeが発生する。しかし、この第1の動作モードは、回転トルクが大きな時(基準値Tth以上の時)に選択されるので、図3(b)に示すように、ある程度の鉄損Wfeが発生しても、高い効率ηが得られる。 When the three-phase reluctance motor 10 is operated as a switched reluctance motor [SRM] in this way, a large iron loss Wfe is generated. However, since this first operation mode is selected when the rotational torque is large (when the reference value is Tth or more), as shown in FIG. 3B, even if a certain amount of iron loss Wfe occurs, High efficiency η can be obtained.

スイッチング制御部が第2の動作モードを選択すると、駆動回路20(A1)は、コイル14(A1)に向けて、図8の上段のグラフに示す駆動電流ia1を供給する。つまり、コイル14(A1)のインダクタンスLaが増加している期間に駆動電流ia1(例えば台形状の駆動電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。負方向の電流は、図9に示すように、スイッチング素子SW1(A1),SW4(A1)をオフに固定して、スイッチング素子SW2(A1),SW3(A1)を同位相でオンオフさせることによって発生させる。また、正方向の電流は、スイッチング素子SW2(A1),SW3(A1)をオフに固定して、スイッチング素子SW1(A1),SW4(A1)を同位相でオンオフさせることによって発生させる。 When the switching control unit selects the second operation mode, the drive circuit 20 (A1) supplies the drive current ia1 shown in the upper graph of FIG. 8 toward the coil 14 (A1). That is, while the inductance La of the coil 14 (A1) is increasing, the drive current ia1 (for example, trapezoidal drive current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 ( Apply a large rotational torque to R4). As shown in FIG. 9, the current in the negative direction is obtained by fixing the switching elements SW1 (A1) and SW4 (A1) to off and turning the switching elements SW2 (A1) and SW3 (A1) on and off in the same phase. generate. Further, the current in the positive direction is generated by fixing the switching elements SW2 (A1) and SW3 (A1) to off and turning the switching elements SW1 (A1) and SW4 (A1) on and off in the same phase.

駆動回路20(A2)は、コイル14(A2)に向けて、図8の上段のグラフに示す駆動電流ia2を供給する。つまり、コイル14(A2)のインダクタンスLaが増加している期間に駆動電流ia2(例えば台形状の電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ia2の波形は、駆動電流ia1の波形と同じであり、4つのスイッチング素子を図9の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (A2) supplies the drive current ia2 shown in the upper graph of FIG. 8 toward the coil 14 (A2). That is, while the inductance La of the coil 14 (A2) is increasing, the drive current ia2 (for example, trapezoidal current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are alternately applied. ) With a large rotational torque. The waveform of the drive current ia2 is the same as the waveform of the drive current ia1, and is generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(B1)は、コイル14(B1)に向けて、図8の中段のグラフに示す駆動電流ib1を供給する。つまり、コイル14(B1)のインダクタンスLbが増加している期間に駆動電流ib1(例えば台形状の電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ib1の波形は駆動電流ia1の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を図9の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (B1) supplies the drive current ib1 shown in the middle graph of FIG. 8 toward the coil 14 (B1). That is, while the inductance Lb of the coil 14 (B1) is increasing, the drive current ib1 (for example, trapezoidal current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are alternately applied. ) With a large rotational torque. The waveform of the drive current ib1 is similar to the waveform of the drive current ia1, and is generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(B2)は、コイル14(B2)に向けて、図8の中段のグラフに示す駆動電流ib2を供給する。つまり、コイル14(B2)のインダクタンスLbが増加している期間に駆動電流ib2(例えば台形状の電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ib2の波形は駆動電流ib1の波形と同じであり、4つのスイッチング素子を図9の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (B2) supplies the drive current ib2 shown in the middle graph of FIG. 8 toward the coil 14 (B2). That is, while the inductance Lb of the coil 14 (B2) is increasing, the drive current ib2 (for example, trapezoidal current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are alternately applied. ) With a large rotational torque. The waveform of the drive current ib2 is the same as the waveform of the drive current ib1, and it is generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(C1)は、コイル14(C1)に向けて、図8の下段のグラフに示す駆動電流ic1を供給する。つまり、コイル14(C1)のインダクタンスLcが増加している期間に駆動電流ic1(例えば台形状の電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ic1の波形は駆動電流ia1の波形と相似形であり、4つのスイッチング素子を図9の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (C1) supplies the drive current ic1 shown in the lower graph of FIG. 8 toward the coil 14 (C1). That is, while the inductance Lc of the coil 14 (C1) is increasing, the drive current ic1 (for example, trapezoidal current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are alternately applied. ) With a large rotational torque. The waveform of the drive current ic1 is similar to the waveform of the drive current ia1, and is generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

駆動回路20(C2)は、コイル14(C2)に向けて、図8の下段のグラフに示す駆動電流ic2を供給する。つまり、コイル14(C2)のインダクタンスLcが増加している期間に駆動電流ic2(例えば台形状の電流)を負方向と正方向に交互に流し、回転子歯部16(R1)〜16(R4)に大きな回転トルクを作用させる。駆動電流ic2の波形は駆動電流ic1の波形と同じであり、4つのスイッチング素子を図9の駆動回路20(A1)と同様にオンオフさせることによって発生させる。 The drive circuit 20 (C2) supplies the drive current ic2 shown in the lower graph of FIG. 8 toward the coil 14 (C2). That is, while the inductance Lc of the coil 14 (C2) is increasing, the drive current ic2 (for example, trapezoidal current) is alternately passed in the negative direction and the positive direction, and the rotor teeth 16 (R1) to 16 (R4) are alternately applied. ) With a large rotational torque. The waveform of the drive current ic2 is the same as the waveform of the drive current ic1, and is generated by turning on and off the four switching elements in the same manner as in the drive circuit 20 (A1) of FIG.

図10(a)〜(c)、図11(a)〜(c)は、図8の中に表記したタイミングT21〜T26における磁束φの流れを示している。タイミングT21は、コイル14(A1),コイル14(A2)に正方向の駆動電流ia1,ia2が流れている時であり、固定子歯部12(A1),12(A2)が互いに同極性に磁化され(N極とN極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1)16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。タイミングT22は、コイル14(B1),コイル14(B2)に負方向の駆動電流ib1,ib2が流れている時であり、固定子歯部12(B1),12(B2)が互いに同極性に磁化され(S極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1),16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。タイミングT23は、コイル14(C1),コイル14(C2)に正方向の駆動電流ic1,ic2が流れている時であり、固定子歯部12(C1),12(C2)が互いに同極性に磁化され(N極とN極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1),16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。 10 (a) to 10 (c) and 11 (a) to 11 (c) show the flow of the magnetic flux φ at the timings T21 to T26 shown in FIG. Timing T21 is when the positive drive currents ia1 and ia2 are flowing through the coil 14 (A1) and the coil 14 (A2), and the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2) have the same polarity. It is magnetized (N pole and N pole), and the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions from the rotor teeth 16 (R1) 16 (R3) to 16 (R2) and 16 (R4). Timing T22 is when the drive currents ib1 and ib2 in the negative direction are flowing through the coil 14 (B1) and the coil 14 (B2), and the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) have the same polarity. It is magnetized (S pole and S pole), and the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions of the rotor teeth 16 (R1), 16 (R3) to 16 (R2), 16 (R4). Timing T23 is when the drive currents ic1 and ic2 in the positive direction are flowing through the coil 14 (C1) and the coil 14 (C2), and the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) have the same polarity. It is magnetized (N pole and N pole), and the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions from the rotor teeth 16 (R1), 16 (R3) to 16 (R2), 16 (R4).

タイミングT24は、コイル14(A1),コイル14(A2)に負方向の駆動電流ia1,ia2が流れている時であり、固定子歯部12(A1),12(A2)が互いに同極性に磁化され(S極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1)16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。タイミングT25は、コイル14(B1),コイル14(B2)に正方向の駆動電流ib1,ib2が流れている時であり、固定子歯部12(B1),12(B2)が互いに同極性に磁化され(N極とN極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1),16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。タイミングT26は、コイル14(C1),コイル14(C2)に負方向の駆動電流ic1,ic2が流れている時であり、固定子歯部12(C1),12(C2)が互いに同極性に磁化され(S極とS極)、回転子16の中を、回転子歯部16(R1),16(R3)から16(R2),16(R4)の向きに磁束φが通過する。 Timing T24 is when the drive currents ia1 and ia2 in the negative direction are flowing through the coil 14 (A1) and the coil 14 (A2), and the stator teeth 12 (A1) and 12 (A2) have the same polarity. Magnetized (S pole and S pole), the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions from the rotor teeth 16 (R1) 16 (R3) to 16 (R2) and 16 (R4). Timing T25 is when the positive drive currents ib1 and ib2 are flowing through the coil 14 (B1) and the coil 14 (B2), and the stator teeth 12 (B1) and 12 (B2) have the same polarity. It is magnetized (N pole and N pole), and the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions from the rotor teeth 16 (R1), 16 (R3) to 16 (R2), 16 (R4). The timing T26 is when the negative drive currents ic1 and ic2 are flowing through the coil 14 (C1) and the coil 14 (C2), and the stator teeth 12 (C1) and 12 (C2) have the same polarity. It is magnetized (S pole and S pole), and the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the directions of the rotor teeth 16 (R1), 16 (R3) to 16 (R2), 16 (R4).

図10、図11から分かるように、T21〜T26のどのタイミングにおいても、磁束φは回転子16の中を同じ向きに通過する。つまり、磁束φが一方向にしか振れないので、回転子16の鉄損Wfeが格段に小さくなる。 As can be seen from FIGS. 10 and 11, the magnetic flux φ passes through the rotor 16 in the same direction at any timing of T21 to T26. That is, since the magnetic flux φ swings only in one direction, the iron loss Wfe of the rotor 16 becomes significantly smaller.

このように、三相リラクタンスモータ10をシンクロナスリラクタンスモータ[SynRM]として動作させると、鉄損Wfeを大幅に低減させることができる。この第2の動作モードは、回転トルクが小さい時(基準値Tth未満の時)に選択されるので、ある程度の銅損Wcuが発生しても、図3(b)に示すように、高い効率ηが得られる。 In this way, when the three-phase reluctance motor 10 is operated as a synchronous reluctance motor [SynRM], the iron loss Wfe can be significantly reduced. Since this second operation mode is selected when the rotational torque is small (when it is less than the reference value Tth), even if a certain amount of copper loss Wcu occurs, high efficiency is achieved as shown in FIG. 3 (b). η is obtained.

以上説明したように、この実施形態の三相リラクタンスモータ制御装置18(及び三相リラクタンスモータの制御方法)は、回転子16の回転トルクの大小によって動作モードの切り替えを行い、回転トルクが大きい時は、三相リアクタンスモータ10をスイッチトリラクタンスモータとして動作させ(第1の動作モード)、回転トルクが小さい時はシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる(第2の動作モード)という制御を行う。そして、この独特な制御を行うことにより、回転トルクが小さい時に鉄損Wfeが大幅に低減され、回転トルクが大きい時も小さい時も高い効率ηが得られる。 As described above, the three-phase reluctance motor control device 18 (and the control method of the three-phase reluctance motor) of this embodiment switches the operation mode according to the magnitude of the rotation torque of the rotor 16, and when the rotation torque is large. Controls the three-phase reluctance motor 10 to operate as a switched reluctance motor (first operation mode) and to operate as a synchronous reluctance motor when the rotational torque is small (second operation mode). By performing this unique control, the iron loss Wfe is significantly reduced when the rotational torque is small, and high efficiency η can be obtained when the rotational torque is large or small.

また、動作モードの切り替えは、フルブリッジ型PWMインバータ20(A1)〜20(C2)のスイッチングのシーケンスを変更することによって容易に行うことができるので、各コイル(A1)〜14(C2)の配線を切り替えるためのリレーやスイッチ等を設ける必要がなく、制御装置を非常にシンプルに構成することができる。 Further, since the operation mode can be easily switched by changing the switching sequence of the full bridge type PWM inverters 20 (A1) to 20 (C2), the switching of each coil (A1) to 14 (C2) can be easily performed. It is not necessary to provide a relay or a switch for switching the wiring, and the control device can be configured very simply.

また、スイッチトリラクタンスモータは、回転トルクが小さい時に騒音や振動が問題になりやすいが、三相リラクタンスモータ制御装置18は、回転トルクが小さい時は、三相リラクタンスモータ10をシンクロナスリラクタンスモータとして動作させるので、騒音や振動の問題が発生しにくい。 Further, the switched reluctance motor tends to have problems of noise and vibration when the rotational torque is small, but the three-phase reluctance motor control device 18 uses the three-phase reluctance motor 10 as a synchronous reluctance motor when the rotational torque is small. Since it is operated, problems of noise and vibration are less likely to occur.

なお、本発明の三相リラクタンスモータの制御方法及び三相リラクタンスモータ制御装置は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、各コイルに供給する駆動電流の波形を台形状にしているが、台形状以外の波形にしてもよく、銅損を低減したり騒音や振動を抑制したりする等の目的で適宜変更することができる。この点、上記の三相リラクタンスモータ制御装置18のように、複数のフルブリッジ型PWMインバータを使用すれば、スイッチング素子のオンオフのデューティ等を制御することにより、駆動電流の波形を容易且つ自在に可変することができる。 The three-phase reluctance motor control method and the three-phase reluctance motor control device of the present invention are not limited to the above embodiments. In the above embodiment, the waveform of the drive current supplied to each coil is trapezoidal, but the waveform may be other than trapezoidal, for the purpose of reducing copper loss, suppressing noise and vibration, and the like. It can be changed as appropriate. In this regard, if a plurality of full-bridge type PWM inverters are used as in the above-mentioned three-phase reluctance motor control device 18, the waveform of the drive current can be easily and freely adjusted by controlling the on / off duty of the switching element and the like. Can be variable.

本発明の三相リラクタンスモータ制御装置は、図12に示す三相リラクタンスモータ制御装置22のような構成にしてもよい。三相リラクタンスモータ制御装置22は、2つのスイッチング素子の直列回路で成る第1〜第6のアーム24(1)〜24(6)で構成されたPWMインバータを備えている。 The three-phase reluctance motor control device of the present invention may have a configuration like the three-phase reluctance motor control device 22 shown in FIG. The three-phase reluctance motor control device 22 includes a PWM inverter composed of first to sixth arms 24 (1) to 24 (6) including a series circuit of two switching elements.

第1のアーム24(1)はスイッチング素子SW11とSW12(SW11がハイサイド側)、第2のアーム24(2)はスイッチング素子SW21とSW22(SW21がハイサイド側)、第3のアーム24(3)はスイッチング素子SW31とSW32(SW31がハイサイド側)、第4のアーム24(4)はスイッチング素子SW41とSW42(SW41がハイサイド側)、第5のアーム24(5)はスイッチング素子SW51とSW52(SW51がハイサイド側)、第6のアーム24(6)はスイッチング素子SW61とSW62(SW61がハイサイド側)で各々構成される。 The first arm 24 (1) has switching elements SW11 and SW12 (SW11 is on the high side), the second arm 24 (2) is switching elements SW21 and SW22 (SW21 is on the high side), and the third arm 24 (SW21 is on the high side). 3) is switching elements SW31 and SW32 (SW31 is on the high side), the fourth arm 24 (4) is switching elements SW41 and SW42 (SW41 is on the high side), and the fifth arm 24 (5) is switching element SW51. And SW52 (SW51 is on the high side), and the sixth arm 24 (6) is composed of switching elements SW61 and SW62 (SW61 is on the high side), respectively.

三相リラクタンスモータ10は、第1のアーム24(1)の中点と第2のアーム24(2)の中点との間にコイル14(A1),14(A2)の直列回路が接続され、第3のアーム24(3)の中点と第4のアーム24(4)の中点との間にコイル14(B1),14(B2)の直列回路が接続され、第5のアーム24(5)の中点と第6のアームの中点との間にコイル14(C1),14(C2)の直列回路が接続される。このとき、各コイルは、図12の中にドットで表した巻き方向に接続される。そして、コイル14(A1)及び14(A2)の接続点とコイル14(B1)及び14(B2)の接続点とコイル14(C1)及び14(C2)の接続点とを相互に接続して中性点26を設け、この状態で6つのアーム24(1)〜24(6)が各々スイッチングし、各コイルが駆動される。6つのアーム24(1)〜24(6)のスイッチング動作は、図示しないスイッチング制御部によって一括制御される。 In the three-phase relaxation motor 10, a series circuit of the coils 14 (A1) and 14 (A2) is connected between the midpoint of the first arm 24 (1) and the midpoint of the second arm 24 (2). , The series circuit of the coils 14 (B1) and 14 (B2) is connected between the midpoint of the third arm 24 (3) and the midpoint of the fourth arm 24 (4), and the fifth arm 24 A series circuit of the coils 14 (C1) and 14 (C2) is connected between the midpoint of (5) and the midpoint of the sixth arm. At this time, each coil is connected in the winding direction represented by dots in FIG. Then, the connection points of the coils 14 (A1) and 14 (A2), the connection points of the coils 14 (B1) and 14 (B2), and the connection points of the coils 14 (C1) and 14 (C2) are connected to each other. A neutral point 26 is provided, and in this state, the six arms 24 (1) to 24 (6) are switched, and each coil is driven. The switching operations of the six arms 24 (1) to 24 (6) are collectively controlled by a switching control unit (not shown).

三相リラクタンスモータ10をスイッチトリラクタンスモータ[SRM]として動作させる第1の動作モードが選択された時、第1及び第2のアーム24(1),24(2)は、スイッチング素子SW12とSW21をオフに固定し、スイッチング素子SW11とSW22を同位相でオンオフさせることにより、駆動電流ia1,ia2(=−ia1)をコイル14(A1),14(A2)に供給する。第3及び第4のアーム24(3),24(4)は、スイッチング素子SW32とSW41をオフに固定し、スイッチング素子SW31とSW42を同位相でオンオフさせることによって、駆動電流ib1,ib2(=−ib1)をコイル14(B1),14(B2)に供給する。第5及び第6のアーム24(5),24(6)は、スイッチング素子SW52とSW61をオフに固定し、スイッチング素子SW51とSW62を同位相でオンオフさせることによって、駆動電流ic1,ic2(=−ic1)をコイル14(C1),14(C2)に供給する。このように動作させると、中性点26の電位は電源電圧の1/2に保持され、中性点26のラインに電流は流れない。 When the first operation mode for operating the three-phase reluctance motor 10 as a switched reluctance motor [SRM] is selected, the first and second arms 24 (1) and 24 (2) are the switching elements SW12 and SW21. Is fixed to off, and the switching elements SW11 and SW22 are turned on and off in the same phase to supply the drive currents ia1 and ia2 (= −ia1) to the coils 14 (A1) and 14 (A2). The third and fourth arms 24 (3) and 24 (4) fix the switching elements SW32 and SW41 to off, and turn the switching elements SW31 and SW42 on and off in the same phase to drive currents ib1 and ib2 (=). -Ib1) is supplied to the coils 14 (B1) and 14 (B2). The fifth and sixth arms 24 (5) and 24 (6) fix the switching elements SW52 and SW61 to off, and turn the switching elements SW51 and SW62 on and off in the same phase to drive currents ic1 and ic2 (=). -Ic1) is supplied to the coils 14 (C1) and 14 (C2). When operated in this way, the potential at the neutral point 26 is held at 1/2 of the power supply voltage, and no current flows through the line at the neutral point 26.

第1の動作モードの時の駆動電流の波形は、各スイッチング素子のオンオフのデューティ等を制御することによって可変でき、例えば図13(a)、(b)、(c)に示すような波形にすることができる。 The waveform of the drive current in the first operation mode can be changed by controlling the on / off duty of each switching element, and the waveform is as shown in FIGS. 13 (a), 13 (b), and 13 (c), for example. can do.

三相リラクタンスモータ10をシンクロナスリラクタンスモータ[SynRM]として動作させる第2の動作モードが選択された時、第1及び第2のアーム24(1),24(2)は、スイッチング素子SW11,SW21を互いに同位相でオンオフさせるとともに、スイッチング素子SW12,SW22を互いに同位相で、且つスイッチング素子SW11,SW21と逆ロジックでオンオフさせる。第3及び第4のアーム24(3),24(4)は、スイッチング素子SW31,SW41を互いに同位相でオンオフさせるとともに、スイッチング素子SW32,SW42を互いに同位相で、且つスイッチング素子SW31,SW41と逆ロジックでオンオフさせる。第5及び第6のアーム24(5),24(6)は、スイッチング素子SW51,SW61を互いに同位相でオンオフさせるとともに、スイッチング素子SW52,SW62を互いに同位相で、且つスイッチング素子SW51,SW61と逆ロジックでオンオフさせる。 When the second operation mode for operating the three-phase reluctance motor 10 as a synchronous reluctance motor [SynRM] is selected, the first and second arms 24 (1) and 24 (2) are the switching elements SW11 and SW21. Are turned on and off in the same phase as each other, and the switching elements SW12 and SW22 are turned on and off in the same phase as the switching elements SW11 and SW21 by the reverse logic. The third and fourth arms 24 (3) and 24 (4) turn the switching elements SW31 and SW41 on and off in the same phase, and the switching elements SW32 and SW42 are in the same phase as the switching elements SW31 and SW41. Turn it on and off with reverse logic. The fifth and sixth arms 24 (5) and 24 (6) turn the switching elements SW51 and SW61 on and off in the same phase, and the switching elements SW52 and SW62 are in the same phase as the switching elements SW51 and SW61. Turn it on and off with reverse logic.

このように動作させると、中性点26のラインに、駆動電流(ia1+ia2)、駆動電流(ib1+ib2)、駆動電流(ic1+ic2)が流れる。このとき、ia1=ia2、ib1=ib2、ic1=ic2となるので、中性点26のラインに流れる各駆動電流は、ia1+ia2=2・ia1、ib1+ib2=2・ib1、ic1+ic2=2・ic1となる。そして、各アームのスイッチングは、これらを合成した電流(2・ia1+2・ib1+2・ib3)がゼロになるように制御される。これは、一般的な三相PWMインバータの制御方法と同様である。 When operated in this way, a drive current (ia1 + ia2), a drive current (ib1 + ib2), and a drive current (ic1 + ic2) flow in the line of the neutral point 26. At this time, since ia1 = ia2, ib1 = ib2, and ic1 = ic2, each drive current flowing in the line of the neutral point 26 becomes ia1 + ia2 = 2 · ia1, ib1 + ib2 = 2 · ib1, ic1 + ic2 = 2 · ic1. .. Then, the switching of each arm is controlled so that the combined current (2, ia1 + 2, ib1 + 2, ib3) becomes zero. This is the same as the control method of a general three-phase PWM inverter.

第2の動作モードの時の駆動電流の波形は、各スイッチング素子のオンオフのデューティ等を制御することによって可変でき、例えば図14(a)、(b)、(c)に示すような波形にすることができる。 The waveform of the drive current in the second operation mode can be changed by controlling the on / off duty of each switching element, for example, the waveforms shown in FIGS. 14A, 14B, and 14C. can do.

上記実施形態の三相リラクタンスモータ制御装置18は、互いに独立した6つのフルブリッジ型PWMインバータ(アームの数が合計12個)を有し、各駆動電流の波形を自在に可変できるという特徴があるが、変形例の三相リラクタンスモータ制御装置22は、アームの数を6個に減らして回路構成をシンプルにできるという特徴がある。その他、上記の三相リラクタンスモータ10は、6個の固定子歯部と4個の回転子歯部を有したモータであるが、本発明は、歯部の数がより多い三相リラクタンスモータにも適用することができる。 The three-phase reluctance motor control device 18 of the above embodiment has six full-bridge type PWM inverters (a total of 12 arms) independent of each other, and is characterized in that the waveform of each drive current can be freely changed. However, the modified example of the three-phase reluctance motor control device 22 is characterized in that the number of arms can be reduced to six to simplify the circuit configuration. In addition, the above-mentioned three-phase reluctance motor 10 is a motor having six stator teeth and four rotor teeth, but the present invention is a three-phase reluctance motor having a larger number of teeth. Can also be applied.

本発明の三相リラクタンスモータ制御装置及び三相リラクタンスモータの制御方法の作用効果を確認するためのシミュレーション(二次元有限要素法解析)を、図15〜図18に基づいて説明する。解析モデルの三相リラクタンスモータは、18個の固定子歯部と12個の回転子歯部を有したモータであり、各固定子歯部に巻回する18個のコイルは、A1コイル及びA2コイルを3組、B1コイル及びB2コイルを3組、C1コイル及びC2コイルが3組とし、各コイルを周方向にA1、B2、C1、A2、B1、C2、A1、・・・の順に配置した。各コイルのインダクタンスは全て同じである。 A simulation (two-dimensional finite element method analysis) for confirming the action and effect of the three-phase reluctance motor control device and the control method of the three-phase reluctance motor of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 18. The three-phase relaxation motor of the analysis model is a motor having 18 stator teeth and 12 rotor teeth, and the 18 coils wound around each stator are A1 coil and A2. Three sets of coils, three sets of B1 and B2 coils, three sets of C1 and C2 coils, and each coil is arranged in the order of A1, B2, C1, A2, B1, C2, A1, ... did. The inductance of each coil is the same.

シミュレーションは、解析モデルの三相リラクタンスモータを常に第1の動作モードで動作させた時の特性と、常に第2の動作モードで動作させた時の特性を別々に算出し、これらを比較することにした。比較する特性は、平均トルクTaveを変化させた時の鉄損Wfeの変化、銅損Wcuの変化、及び効率ηの変化である。 In the simulation, the characteristics when the three-phase reluctance motor of the analysis model is always operated in the first operation mode and the characteristics when it is always operated in the second operation mode are calculated separately and compared. I made it. The characteristics to be compared are the change in iron loss Wfe, the change in copper loss Wcu, and the change in efficiency η when the average torque Tave is changed.

第1の動作モードの時は、図15(a)に示すような駆動電流ia1,ia2をA1,A2コイルに各々供給し、図15(b)に示すような駆動電流ib1,ib2をB1,B2コイルに各々供給し、図15(c)に示すような駆動電流ic1,ic2をC1,C2コイルに各々供給することにした。なお、図15(a)、(b)、(c)に示す波形は、平均トルクTave=6.5Nmの時の波形であり、平均トルクTaveを変化させる時は、各波形を、おおよそ相似形に維持されるように変化させた。 In the first operation mode, the drive currents ia1 and ia2 as shown in FIG. 15A are supplied to the A1 and A2 coils, respectively, and the drive currents ib1 and ib2 as shown in FIG. 15B are B1 and ib2. It was decided to supply each to the B2 coil and supply the drive currents ic1 and ic2 as shown in FIG. 15C to the C1 and C2 coils, respectively. The waveforms shown in FIGS. 15 (a), 15 (b), and (c) are waveforms when the average torque Tave = 6.5 Nm, and when the average torque Tave is changed, each waveform is made into a substantially similar shape. Changed to be maintained.

第2の動作モードの時は、図16(a)に示すような駆動電流ia1,ia2をA1,A2コイルに各々供給し、図16(b)に示すような駆動電流ib1,ib2をB1,B2コイルに各々供給し、図16(c)に示すような駆動電流ic1,ic2をC1,C2コイルに各々供給することにした。なお、図16(a)、(b)、(c)に示す波形は、平均トルクTave=6.5Nmの時の波形であり、平均トルクTaveを変化させる時は、各波形を、おおよそ相似形に維持されるように変化させた。 In the second operation mode, the drive currents ia1 and ia2 as shown in FIG. 16A are supplied to the A1 and A2 coils, respectively, and the drive currents ib1 and ib2 as shown in FIG. 16B are B1 and ib2. It was decided to supply each to the B2 coil and supply the drive currents ic1 and ic2 as shown in FIG. 16C to the C1 and C2 coils, respectively. The waveforms shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C are waveforms when the average torque Tave = 6.5 Nm, and when the average torque Tave is changed, each waveform is made into a substantially similar shape. Changed to be maintained.

図15、図16に示す波形は、効率ηを向上させることを重視した波形であり、このようにすると、各部の電圧波形(図示せず)が方形波状になるので、電源電圧を最大限に有効利用できるという利点がある。 The waveforms shown in FIGS. 15 and 16 are waveforms with an emphasis on improving the efficiency η, and in this way, the voltage waveforms (not shown) of each part become square wavy, so that the power supply voltage is maximized. It has the advantage of being able to be used effectively.

なお、図15、図16に示す波形は、先に説明した図4及び図8の各駆動電流の波形と比較すると、波の形状は相違しているが、各固定子歯部の磁化する時の極性(N極、S極)の変化のさせ方は同様である。また、例えば駆動電流ia1,ia2の横軸を比較すると、図4及び図8では、回転角度の90degが電気角の1サイクルになっているのに対して、図15(a)及び図16(a)では、回転角度の30degが電気角の1サイクルなっている。これは、前者が1組のA1,A2コイルを駆動するのに対して、後者が3組のA1,A2コイルを駆動するためである。これは、駆動電流ib1,ib2や駆動電流ic1,ic2の横軸についても同じである。また、同様の理由により、駆動電流ia1,ia2と駆動電流ib1,ib2と駆動電流ic1,ic2の間の各位相差は、後者は前者の1/3になっている。 The waveforms shown in FIGS. 15 and 16 are different in shape from the waveforms of the drive currents of FIGS. 4 and 8 described above, but when the stator teeth are magnetized. The method of changing the polarity (N pole, S pole) of is the same. Further, for example, comparing the horizontal axes of the drive currents ia1 and ia2, in FIGS. 4 and 8, 90 deg of the rotation angle is one cycle of the electric angle, whereas in FIGS. 15 (a) and 16 (a) In a), the rotation angle of 30 deg is one cycle of the electric angle. This is because the former drives one set of A1 and A2 coils, while the latter drives three sets of A1 and A2 coils. This also applies to the horizontal axes of the drive currents ib1 and ib2 and the drive currents ic1 and ic2. For the same reason, the phase difference between the drive currents ia1 and ia2 and the drive currents ib1 and ib2 and the drive currents ic1 and ic2 is 1/3 of that of the former.

シミュレーションを行った結果、図17(a)、(b)、(c)に示す特性が得られた。鉄損Wfeは、常に第2の動作モードで動作させた時の方が、常に第1の動作モードで動作させた時よりも小さくなった。また、銅損Wcuは、常に第1の動作モードで動作させた時の方が、常に第2の動作モードで動作させた時よりも小さくなり、特にTave>約9Nmの範囲で差が顕著になった。そして、効率ηは、Tave<約9Nmの範囲で、常に第2の動作モードで動作させた時の方が高くなり、Tave>約10Nmの範囲で、常に第1の動作モードで動作させた時の方が高くなった。この効率ηの特性の傾向は、図3(b)に模式的に描いた効率の特性とほぼ一致している。 As a result of the simulation, the characteristics shown in FIGS. 17A, 17B, and 17C were obtained. The iron loss Wfe was smaller when always operated in the second operation mode than when always operated in the first operation mode. Further, the copper loss Wcu is smaller when always operated in the first operation mode than when always operated in the second operation mode, and the difference is particularly remarkable in the range of Tave> about 9 Nm. became. The efficiency η is higher when always operated in the second operation mode in the range of Tave <about 9 Nm, and when always operated in the first operation mode in the range of Tave> about 10 Nm. Was higher. The tendency of the characteristic of the efficiency η is almost the same as the characteristic of the efficiency schematically drawn in FIG. 3 (b).

このシミュレーション結果から、動作モードを切り替えるトルクの基準値Tthは、約10Nmに設定すればよいことが分かる。つまり、解析モデルの三相リラクタンスモータの場合、Tave≧約10Nmの範囲は第1の動作モードで動作させ、Tave<約10Nmの範囲は第2の動作モードで動作させることによって、平均トルクTaveが大きい時も小さい時も高い効率ηを得ることができる。 From this simulation result, it can be seen that the reference value Tth of the torque for switching the operation mode should be set to about 10 Nm. That is, in the case of the three-phase reluctance motor of the analysis model, the average torque Tave is obtained by operating the range of Tave ≧ about 10 Nm in the first operation mode and operating the range of Tave <about 10 Nm in the second operation mode. High efficiency η can be obtained both when it is large and when it is small.

その他、発明者は、第2の動作モードの駆動電流の波形を、図18(a)、(b)、(c)に示す正弦波状の波形にした時のシミュレーションも行った。この波形は、騒音や振動を抑制することを重視した波形である。シミュレーションの結果、本発明が目的とする効果が得られることが確認できた。 In addition, the inventor also performed a simulation when the waveform of the drive current in the second operation mode was made into a sinusoidal waveform shown in FIGS. 18A, 18B, and 18C. This waveform is a waveform that emphasizes suppressing noise and vibration. As a result of the simulation, it was confirmed that the effect intended by the present invention can be obtained.

10 三相リラクタンスモータ
12 固定子
12(A1),12(A2),12(B1),12(B2),12(C1),12(C2) 固定子歯部
14(A1) コイル(A1コイル)
14(A2) コイル(A2コイル)
14(B1) コイル(B1コイル)
14(B2) コイル(B2コイル)
14(C1) コイル(C1コイル)
14(C2) コイル(C2コイル)
16 回転子
16(R1),16(R2),16(R3),16(R4) 回転子歯部
18,22 三相リラクタンスモータ制御装置
20(A1),20(A2),20(B1),20(B2),20(C1),20(C2) 駆動回路(フルブリッジ型PWMインバータ)
24(1)〜24(6) 第1〜第6のアーム(PWMインバータ)
ia1,ia2,ib1,ib2,ic1,ic2 駆動電流
Tth 回転トルクの基準値
10 Three-phase reluctance motor 12 Stator 12 (A1), 12 (A2), 12 (B1), 12 (B2), 12 (C1), 12 (C2) Stator tooth portion 14 (A1) coil (A1 coil)
14 (A2) coil (A2 coil)
14 (B1) coil (B1 coil)
14 (B2) coil (B2 coil)
14 (C1) coil (C1 coil)
14 (C2) coil (C2 coil)
16 Rotor 16 (R1), 16 (R2), 16 (R3), 16 (R4) Rotor teeth 18, 22 Three-phase reluctance motor controller 20 (A1), 20 (A2), 20 (B1), 20 (B2), 20 (C1), 20 (C2) drive circuit (full bridge type PWM inverter)
24 (1) to 24 (6) 1st to 6th arms (PWM inverter)
ia1, ia2, ib1, ib2, ic1, ic2 drive current
Reference value of Tth rotational torque

Claims (4)

円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えた三相リラクタンスモータの制御方法において、
複数の前記コイルを、k組(kは自然数)のA1コイル及びA2コイル、k組(kは自然数)のB1コイル及びB2コイル、及びk組(kは自然数)のC1コイル及びC2コイルに区分し、当該各コイルが周方向にA1、B2、C1、A2、B1、C2の順に等間隔で前記k組が配置され、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをスイッチトリラクタンスモータとして動作させる第1の動作モードと、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる第2の動作モードとを設定し、
前記回転子の回転トルクが基準値以上の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第1のモードで動作させ、基準値未満の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第2のモードで動作させることを特徴とする三相リラクタンスモータの制御方法。
A plurality of stator teeth are projected on the inner peripheral surface of the cylinder, and a stator in which a coil is wound around each stator tooth is arranged coaxially inside the stator, and a plurality of stators are arranged on the outer peripheral surface. In the control method of a three-phase reluctance motor equipped with a rotor having a protruding rotor tooth portion.
The plurality of coils are divided into k sets (k is a natural number) of A1 coils and A2 coils, k sets (k is a natural number) of B1 coils and B2 coils, and k sets (k is a natural number) of C1 coils and C2 coils. Then, the k sets are arranged at equal intervals in the order of A1, B2, C1, A2, B1, and C2 in the circumferential direction of each of the coils.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the drive currents are supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A first operation mode in which the three-phase reluctance motor is operated as a switch reluctance motor by supplying a driving current so that the stator teeth are magnetized in opposite polarities at the same timing.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized to the same polarity at the same timing, and the drive current is supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized at the same timing and with the same polarity, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A second operation mode for operating the three-phase reluctance motor as a synchronous reluctance motor is set by supplying a drive current so that the stator teeth are magnetized at the same timing and with the same polarity. ,
When the rotational torque of the rotor is equal to or higher than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the first mode, and when it is less than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the second mode. A control method for a three-phase reluctance motor.
円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えた三相リラクタンスモータの動作を制御する三相リラクタンスモータ制御装置において、
複数の前記コイルを、k組(kは自然数)のA1コイル及びA2コイル、k組(kは自然数)のB1コイル及びB2コイル、及びk組(kは自然数)のC1コイル及びC2コイルに区分し、当該各コイルが周方向にA1、B2、C1、A2、B1、C2の順に等間隔で前記k組が配置され、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに逆極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをスイッチトリラクタンスモータとして動作させる第1の動作モードと、
前記A1及びA2コイルに対し、当該A1及びA2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記B1及びB2コイルに対し、当該B1及びB2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給し、前記C1及びC2コイルに対し、当該C1及びC2コイルが巻回された前記固定子歯部同士が同じタイミングで互いに同極性に磁化するように駆動電流を供給することによって、前記三相リラクタンスモータをシンクロナスリラクタンスモータとして動作させる第2の動作モードとを設定し、
前記回転子の回転トルクが基準値以上の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第1のモードで動作させ、基準値未満の時は、前記三相リラクタンスモータを前記第2のモードで動作させることを特徴とする三相リラクタンスモータ制御装置。
A plurality of stator teeth are projected on the inner peripheral surface of the cylinder, and a stator having a coil wound around each of the stator teeth and a plurality of stators arranged coaxially inside the stator and on the outer peripheral surface. In a three-phase reluctance motor control device that controls the operation of a three-phase reluctance motor including a rotor having a protruding rotor tooth portion.
The plurality of coils are divided into k sets (k is a natural number) of A1 coils and A2 coils, k sets (k is a natural number) of B1 coils and B2 coils, and k sets (k is a natural number) of C1 coils and C2 coils. Then, the k sets are arranged at equal intervals in the order of A1, B2, C1, A2, B1, and C2 in the circumferential direction of each of the coils.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the drive currents are supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized in opposite polarities at the same timing, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A first operation mode in which the three-phase reluctance motor is operated as a switch reluctance motor by supplying a driving current so that the stator teeth are magnetized in opposite polarities at the same timing.
A drive current is supplied to the A1 and A2 coils so that the stator teeth around which the A1 and A2 coils are wound are magnetized to the same polarity at the same timing, and the drive current is supplied to the B1 and B2 coils. A drive current is supplied so that the stator teeth around which the B1 and B2 coils are wound are magnetized at the same timing and with the same polarity, and the C1 and C2 coils are wound around the C1 and C2 coils. A second operation mode for operating the three-phase reluctance motor as a synchronous reluctance motor is set by supplying a drive current so that the stator teeth are magnetized at the same timing and with the same polarity. ,
When the rotational torque of the rotor is equal to or higher than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the first mode, and when it is less than the reference value, the three-phase reluctance motor is operated in the second mode. A three-phase reluctance motor control device characterized by this.
前記A1コイル、前記A2コイル、前記B1コイル、前記B2コイル、前記C1コイル及び前記C2コイルを個別に駆動する6つのフルブリッジ型PWMインバータを備え、
前記第1及び第2の動作モードの切り替えを、前記各フルブリッジ型PWMインバータのスイッチングのシーケンスを変更することによって行う請求項2記載の三相リラクタンスモータ制御装置。
It is provided with six full-bridge type PWM inverters that individually drive the A1 coil, the A2 coil, the B1 coil, the B2 coil, the C1 coil, and the C2 coil.
The three-phase reluctance motor control device according to claim 2, wherein the first and second operation modes are switched by changing the switching sequence of each of the full-bridge type PWM inverters.
2つのスイッチング素子の直列回路で成る第1〜第6のアームを有し、前記第1のアームの中点と前記第2のアームの中点との間に、前記A1コイル及び前記A2コイルの直列回路が接続され、前記第3のアームの中点と前記第4のアームの中点との間に、前記B1コイル及び前記B2コイルの直列回路が接続され、前記第5のアームの中点と前記第6のアームの中点との間に、前記C1コイル及び前記C2コイルの直列回路が接続され、前記A1及びA2コイルの接続点と前記B1及びB2コイルの接続点と前記C1及びC2コイルの接続点とが相互に接続された状態で、前記各コイルを駆動するPWMインバータを備え、
前記第1及び第2の動作モードの切り替えを、前記PWMインバータのスイッチングのシーケンスを変更することによって行う請求項2記載の三相リラクタンスモータ制御装置。
It has first to sixth arms composed of a series circuit of two switching elements, and the A1 coil and the A2 coil are located between the middle point of the first arm and the middle point of the second arm. A series circuit is connected, and a series circuit of the B1 coil and the B2 coil is connected between the midpoint of the third arm and the midpoint of the fourth arm, and the midpoint of the fifth arm. A series circuit of the C1 coil and the C2 coil is connected between the and the middle point of the sixth arm, and the connection point of the A1 and A2 coils, the connection point of the B1 and B2 coils, and the C1 and C2. A PWM inverter for driving each coil in a state where the connection points of the coils are connected to each other is provided.
The three-phase reluctance motor control device according to claim 2, wherein the first and second operation modes are switched by changing the switching sequence of the PWM inverter.
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