JP2023109080A - 電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主回路システムの電力消費効率を改善する。【解決手段】 実施形態による電動機制御装置は、電力供給源から供給される電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力するインバータと、前記電動機の回転数およびトルク指令値を取得し、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記コンバータから出力される直流電力の電圧目標値、または、前記インバータの電流指令値を設定し、前記コンバータおよび前記インバータの動作を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電動機制御装置に関する。

例えば電気車に搭載された主電動機を制御する電動機制御装置は、架線等の電力供給源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータから出力された直流電力の電圧を平滑する平滑コンデンサ（フィルタコンデンサ）と、直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力するインバータと、を備えている。

当該電動機制御装置が電動機を制御する際には、コンバータは、例えば、出力直流電力の電圧が一定の値となるように制御される。インバータは、例えば、電動機が低速回転しているときにはインバータの出力電圧と周波数との比率が一定となるように制御され、電動機が高速回転しているときには変調率を最大に固定した状態で位相角が制御される。

鉄道車両は均衡速度およびその前後の速度で動作する時間が長く、均衡速度で走行するときはインバータの変調率が最大に固定されていることが多い。

特開２００８－０８６０８２号公報

電動機制御装置により制御されているときの電動機の動作点は、電動機の電力消費効率が所定の値よりも高くなる動作点ではないこともあるため、電動機制御装置および電動機を含む主回路システムとして高効率化することが望まれていた。

本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、電動機と電動機制御装置とを含む主回路システムの電力消費効率を改善することを目的とする。

実施形態による電動機制御装置は、電力供給源から供給される電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力するインバータと、前記電動機の回転数およびトルク指令値を取得し、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記コンバータから出力される直流電力の電圧目標値、または、前記インバータの電流指令値を設定し、前記コンバータおよび前記インバータの動作を制御する制御部と、を備える。

図１は、第１実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。 図２は、電動機が所定の回転数で所定のトルクを出力する際の、電動機端子電圧と、電動機の電力消費効率との関係の一例を示す図である。 図３Ａは、一実施形態の電動機制御装置の制御部が、電力変換部のコンバータを制御する動作の一例を概略的に示すフローチャートである。 図３Ｂは、一実施形態の電動機制御装置の制御部が、電力変換部のインバータを制御する動作の一例を概略的に示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。 図５は、第３実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。

以下、実施形態の電動機制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の電動機制御装置１は、主電動機Ｍにより駆動される鉄道車両に搭載され、電力変換部３と、制御部６とを備えている。

電力変換部３には、鉄道車両のパンタグラフ１０および変圧器ＭＴｒを介して、例えば架線Ｐ等の電力供給源から電力が供給される。本実施形態では、変圧器ＭＴｒの一次側コイルには、パンタグラフ１０を介して架線Ｐから単相交流電流が供給され、一次側コイルで生じる磁束により変圧器ＭＴｒの二次側コイルに単相交流電流が流れる。変圧器ＭＴｒの二次側コイルは、電力変換部３に接続されている。

電力変換部３は、コンバータ４と、フィルタコンデンサ２と、インバータ５とを含む。コンバータ４とインバータ５とは直流リンクを介して電気的に接続されている。
コンバータ４は、変圧器ＭＴｒの二次側コイルから供給される単相交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力する。コンバータ４の動作は、制御部６により制御される。
フィルタコンデンサ２は、コンバータ４とインバータ５との間の直流リンクの電圧を平滑化する。フィルタコンデンサ２の電圧（直流電圧）Ｖｄｃは、制御部６に供給されている。

インバータ５は、コンバータ４から供給された直流電力を、三相交流電力に変換して主電動機Ｍへ供給する。インバータ５は例えばＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータであって、インバータ５の動作は制御部６により制御される。例えば、インバータ５のスイッチング動作には、出力電圧一周期の中で一回スイッチングを行う１パルスモードと、複数回スイッチングを行う多パルスモードとがある。パルスモードは、例えば、主電動機Ｍの回転速度域や、インバータ５の出力電圧等に応じて、制御部６により切り替え可能である。
インバータ５から出力される三相交流電力の少なくとも二相の電流値は、制御部６に供給されている。

制御部６は、直流電圧目標値設定部６１と、減算器６５と、電圧制御部６２と、モータ電流指令生成部６３と、電流制御部６４と、を備えている。
直流電圧目標値設定部６１は、例えば、主電動機Ｍの回転数（若しくは回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）を用いて、電力変換部３の直流電圧Ｖｄｃの目標値ＶｄｃＲｅｆを設定する。このとき、直流電圧Ｖｄｃの目標値ＶｄｃＲｅｆは、主電動機Ｍが当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が、所定の閾値よりも高くなるように設定される。なお、主電動機Ｍの回転数は主電動機Ｍのロータ周波数相当する値であれば他の値であってもよく、主電動機Ｍのトルク指令値は主電動機Ｍに供給される電流値に相当する値であれば他の値（例えばインバータ５の電流指令値）であっても構わない。

なお、モータ回転数は、主電動機Ｍに取り付けられたロータ位置センサ（レゾルバ等）から取得された値を用いて演算されてもよく、例えば、主電動機Ｍに供給される交流電流値を用いて演算されたモータ回転数の推定値であってもよい。また、トルク指令値は、例えば、制御部６にて演算された値であってもよく、上位制御装置（例えば鉄道車両の運転台）から供給された値であってもよい。

直流電圧目標値設定部６１は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対する、直流リンクの電圧目標値ＶｄｃＲｅｆが格納された一又は複数のテーブルを備え、当該テーブルを用いて電圧目標値ＶｄｃＲｅｆを得てもよい。直流電圧目標値設定部６１にて用いられるテーブルは、予め得られる主電動機Ｍの特性に基づいて作成される。

また、直流電圧目標値設定部６１は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）を用いて電圧目標値ＶｄｃＲｅｆを演算する一又は複数の数式により電圧目標値ＶｄｃＲｅｆを得てもよい。
直流電圧目標値設定部６１は、取得した電圧目標値ＶｄｃＲｅｆを減算器６５へ出力する。

減算器６５は、電圧目標値ＶｄｃＲｅｆから直流リンクの電圧Ｖｄｃの値を引いた差を演算して、電圧制御部６２へ出力する。

電圧制御部６２は、減算器６５から供給された値（電圧目標値ＶｄｃＲｅｆ－電圧Ｖｄｃ）がゼロとなるように、すなわち電圧Ｖｄｃの値が電圧目標値ＶｄｃＲｅｆに追従するようにコンバータ４の電圧指令値を生成し、コンバータ４の動作を制御する制御信号を出力する。電圧制御部６２は、例えば、Ｐ（比例）制御、Ｉ（積分）制御、Ｄ（微分）制御、および、これらの組み合わせにより、上記演算を実現することが可能である。

モータ電流指令生成部６３は、例えば、主電動機Ｍの回転数（若しくは回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）を用いて、インバータ５への電流指令を設定する。このとき、インバータ５への電流指令は、主電動機Ｍが当該回転数で当該トルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように設定される。なお、主電動機Ｍの回転数は、主電動機Ｍのロータ周波数に相当する値であれば他の値であってもよく、主電動機Ｍのトルク指令値は主電動機Ｍに供給される電流値に相当する値（例えばインバータ５の電流指令値）であれば他の値であっても構わない。

モータ電流指令生成部６３は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対する、インバータ５の電流指令値が格納された一又は複数のテーブルを備え、当該テーブルを用いて電流指令値を得てもよい。モータ電流指令生成部６３にて用いられるテーブルは、予め得られる主電動機Ｍの特性に基づいて作成される。

また、モータ電流指令生成部６３は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）を用いて電流指令値を演算する一又は複数の数式により電流指令値を得てもよい。

電流制御部６４は、インバータ５から出力された少なくとも二相の電流値と、モータ電流指令生成部６３から入力される電流指令値とに基づき、インバータ５のスイッチング制御をすることができる。電流制御部６４は、インバータ５から出力された電流値と、電流指令値とを比較し、インバータ５の出力電流値が電流指令値に追従するように、インバータ５のスイッチング動作を制御する。

なお、電流制御部６４は、主電動機Ｍが低速回転しているとき（回転数が所定の閾値以下のとき）にはインバータ５の出力電圧と周波数との比率が一定となるように制御し、主電動機Ｍが高速回転しているとき（回転数が所定の閾値を超えているとき）には変調率を最大に固定した状態で位相角を制御してもよい。

すなわち、電流制御部６４は、主電動機Ｍの回転速度に応じてインバータ５が動作するパルスモードを選択してもよい。例えば、電流制御部６４は、主電動機Ｍの回転数に対する一又は複数の閾値を設けて、主電動機Ｍの回転数が所定の閾値を超えたか否かを判断した結果に応じて、インバータ５の基本波一周期あたりのスイッチングパルス数を選択してもよい。

電流制御部６４は、例えば、主電動機Ｍの回転数が所定の閾値を超えたときに、インバータ５が基本波一周期あたりの一回スイッチングする１パルスモードを選択し、主電動機Ｍの回転数が当該所定の閾値以下であるときに、インバータ５が基本波一周期あたり複数回スイッチングする多パルスモードを選択することができる。

電流制御部６４によりパルスモードとして１パルスモードが選択された場合、インバータ５は、基本波一周期あたり一回スイッチングするように制御され、スイッチング損失が最小となる。また、電流制御部６４によりパルスモードとして多パルスモードが選択された場合、インバータ５は、基本波周波数一周期あたり複数回スイッチングするように制御され、１パルスモードよりも出力電圧の高調波成分を小さくし、主電動機Ｍに流れる電流の高調波成分による損失を低減することができる。

ここで、例えば鉄道車両に搭載された主電動機Ｍは、均衡速度付近で動作している時間が長くなることが多い。例えば、コンバータ４の出力電圧値を一定値とし、主電動機Ｍの低速回転域でインバータ５の出力電圧と周波数との比率が一定となるようにインバータ５の出力電流を制御し、主電動機Ｍの高速回転域ではインバータ５の変調率を最大に固定した状態でインバータ５の出力電流の位相角を制御する場合、インバータ５の変調率が最大に固定された領域で主電動機Ｍが動作する時間が長くなる。しかしながら、主電動機Ｍの電力消費効率が最大となる動作点は、必ずしも主電動機Ｍへの入力電圧が最大の点ではないため、電力消費効率が所定の閾値よりも高くなる入力電圧の範囲（最大となる点を含む）で主電動機Ｍを動作させ、主回路システム全体としての電力消費効率を高くすることが望ましい。

そこで、本実施形態の電動機制御装置では、コンバータ４の出力電圧値とインバータ５の変調率との少なくとも一方を調整し、主電動機Ｍでの電力消費効率を向上させている。
以下に、主電動機Ｍの特性の一例を挙げて、本実施形態の電動機制御装置による効果の一例を説明する。

図２は、電動機が所定の回転数で所定のトルクを出力する際の、電動機端子電圧と、電動機の電力消費効率との関係の一例を示す図である。
図２に示す電動機特性において、主電動機Ｍの端子電圧Ｂは、インバータ５に所定の直流電圧Ｖｄｃで直流電力が供給されたときのインバータ５の最大の出力電圧（インバータ５の各相出力電圧の実効値）であって、インバータ５の変調率が最大に固定されている状態である。主電動機Ｍの端子電圧Ａは、主電動機Ｍが所定の回転数で所定のトルクを出力する際に、電力消費効率が最高となる（主電動機Ｍの消費電力が最小となる）ときのインバータ５の出力電圧（インバータ５の各相出力電圧の実効値）である。

上記特性を備えた主電動機Ｍが所定のトルクを出力するときに、例えばコンバータ４により電力変換部３の直流リンクの電圧Ｖｄｃを一定の値に制御し、インバータ５の出力電圧と周波数との比率が一定となるように制御すると、主電動機Ｍにおける電力消費効率が考慮されず、その結果、主回路システムの消費電力を抑制することが困難となる場合があった。

本実施形態の電動機制御装置では、直流電圧目標値設定部６１が、主電動機Ｍが所定の回転数で所定のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなる直流リンクの電圧目標値ＶｄｃＲｅｆの値を格納した一又は複数のテーブル（若しくは数式）を備えている。直流リンクの電圧を、上記テーブル若しくは数式を用いて得られた直流電圧目標値に追従させることにより、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように向上させることができる。

また、モータ電流指令生成部６３が、主電動機Ｍが所定の回転数で所定のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるインバータ５の電流指令値(例えば、主電動機Ｍに供給される電流の振幅、周波数、位相)を格納した一又は複数のテーブル（若しくは数式）を備えている。インバータ５の出力電流値を、上記テーブル若しくは数式を用いて得られた電流指令値に追従させることにより、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように向上させることができる。

すなわち、本実施形態の電動機制御装置によれば、コンバータ４から出力される直流電圧値と、インバータ５から出力される交流電力の変調率との少なくとも一方を調整することにより、インバータ５から主電動機Ｍへ供給される電圧（主電動機Ｍの端子電圧）を調整し、主電動機Ｍの電力消費効率を向上させることにより主回路システム全体としての電力消費効率を改善することができる。

なお、コンバータ４から出力される直流電圧値と、インバータ５から出力される交流電力の変調率との両方を調整すると、例えば、インバータ５から主電動機Ｍへ供給される電圧の調整範囲を拡大することが可能となり、主電動機Ｍの電力消費効率がより高くなる動作点にて運転させることが可能となる。

以下に、本実施形態の電動機制御装置の動作の一例について説明する。
図３Ａは、一実施形態の電動機制御装置の制御部が、電力変換部のコンバータを制御する動作の一例を概略的に示すフローチャートである。

直流電圧目標値設定部６１は、主電動機Ｍのモータ回転数と、トルク指令値とを取得し、予め準備された一又は複数のテーブル若しくは数式を用いて、主電動機Ｍが当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、コンバータ４の出力電圧目標値ＶｄｃＲｅｆを取得する（ステップＳＡ１）。ここで、直流電圧目標値設定部６１で用いられるテーブル若しくは数式は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対し、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるときの、直流リンクの電圧目標値ＶｄｃＲｅｆが格納された一又は複数のテーブル若しくは数式である。

減算器６５は、電圧目標値ＶｄｃＲｅｆから直流電圧値Ｖｄｃを引いた差を電圧制御部６２へ出力する。
電圧制御部６２は、減算器６５から供給された値がゼロとなるように、コンバータ４の動作を制御する（ステップＳＡ２）。

図３Ｂは、一実施形態の電動機制御装置の制御部が、電力変換部のインバータを制御する動作の一例を概略的に示すフローチャートである。
モータ電流指令生成部６３は、主電動機Ｍのモータ回転数と、トルク指令値とを取得し、予め準備されたテーブル若しくは数式を用いて、主電動機Ｍが当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、インバータ５の電流指令値を取得する（ステップＳＢ１）。ここで、モータ電流指令生成部６３で用いられるテーブル若しくは数式は、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対し、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるときの、インバータ５の電流指令値が格納された一又は複数のテーブル若しくは数式である。

電流制御部６４は、インバータ５から主電動機Ｍへ出力された電流値と、モータ電流指令生成部６３から供給された電流指令値とを比較し、インバータ５の出力電流が電流指令値に追従するように、インバータ５のスイッチング動作を制御する（ステップＳＢ２）。

上記のように、本実施形態の電動機制御装置によれば、インバータ５の変調率又はコンバータ４の出力電圧目標値を調整することにより、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように動作させ、主回路システム全体として電力消費効率を向上させることができる。
すなわち、本実施形態によれば、電動機と電動機制御装置とを含む主回路システムの電力消費効率を改善することができる。

なお、本実施形態において、制御部６は、モータ回転数（若しくは回転速度）が所定の条件を満たすときのみ、テーブル若しくは数式を用いて、インバータ５の変調率とコンバータ４の出力電圧目標値との少なくとも一方を調整してもよい。上述のように、主電動機Ｍが鉄道車両に搭載される場合には、主電動機Ｍの均衡速度付近で動作している時間が長くなることが多い。そのため、制御部６は、主電動機Ｍが、所定の回転速度以上の範囲（少なくとも均衡速度付近を含む）で動作しているとき（所定の条件を満たすとき）に、上述のように主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように動作させてもよい。

上記条件が満たされないときには、制御部６は、例えば、コンバータ４の出力電圧値を一定値とし、主電動機Ｍの低速回転域でインバータ５の出力電圧と周波数との比率が一定となるようにインバータ５の出力電流を制御し、主電動機Ｍの高速回転域ではインバータ５の変調率を最大に固定した状態でインバータ５の出力電流の位相角を制御してもよい。
この場合であっても上述の第１実施形態の電動機制御装置と同様の効果を得ることが出来る。

次に、第２実施形態の電動機制御装置について図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明において、上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図４は、第２実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の電動機制御装置は、フィルタコンデンサ２と並列に接続された蓄電部７を更に備えている。

本実施形態では、制御部６にはモード指令が入力され得る。モード指令は、例えば、停電などにより架線Ｐからの電力供給がなくなった場合に、上位制御装置から供給される指令信号である。制御部６は、モード指令を受信したときに、コンバータ４の動作を停止し、蓄電部７から直流リンクへ直流電力を供給するモードに切り替える。

例えば駅間で停電が発生したときには、鉄道車両を安全に次の駅まで走行させることを優先させるため、主電動機Ｍを高速回転させる必要はなく、出来るだけ長い距離を走行するために蓄電部７に蓄えられたエネルギーを効率よく利用することが望ましい。

そこで、本実施形態では、制御部６のモータ電流指令生成部６３は、モード指令を受けたときに、主電動機Ｍのモータ回転数と、トルク指令値とを取得し、予め準備されたテーブル（第２テーブル）若しくは数式（第２数式）を用いて、インバータ５の電流指令値を取得する。
ここで、モータ電流指令生成部６３で用いられるテーブル若しくは数式は、例えば、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対し、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるときの、インバータ５の電流指令値が格納された一又は複数のテーブル若しくは数式である。

なお、本実施形態の電動機制御装置で用いられるテーブル（第２テーブル）若しくは数式（第２数式）は、上述の第１実施形態のように架線Ｐなどの電力供給源からコンバータ４に電力が供給されているときに用いられるものと同じものを用いてもよく、第１実施形態のテーブルおよび数式とは別に準備されてもよい。

以上説明した第２実施形態によれば、蓄電部７から供給される電力をして主電動機Ｍを駆動するときにおいても、電力消費効率が所定の閾値より高くなる動作点で主電動機Ｍが動作するようにインバータ５の変調率を調整することができ、主回路システム全体として電力消費効率を向上させることができる。
すなわち、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様に電動機と電動機制御装置とを含む主回路システムの電力消費効率を改善することができる。

次に第３実施形態の電動機制御装置について図面を参照して詳細に説明する。
図５は、第３実施形態の電動機制御装置の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の電動機制御装置は、上述の第２実施形態の電動機制御装置に対して、蓄電部７と直流リンクとの間に接続されたチョッパ回路８を更に備えた構成である。
チョッパ回路８は、蓄電部７から供給される直流電力の電圧を変換して、直流リンクへ出力する。チョッパ回路８の動作は、例えば、制御部６の電圧制御部６２により制御され得る。

本実施形態の電動機制御装置は、更に、上述の第２実施形態の電動機制御装置と制御部６の構成および動作が異なっている。
本実施形態では、制御部６の直流電圧目標値設定部６１は、モード指令を受けたときに、モータ回転数と、トルク指令値とを取得し、予め準備されたテーブル（第３テーブル）若しくは数式（第３数式）を用いて、チョッパ回路８の出力目標電圧値を設定する。ここで、直流電圧目標値設定部６１で用いられるテーブル若しくは数式は、例えば、主電動機Ｍのロータ回転数（若しくはロータ回転数に相当する値）および主電動機Ｍのトルク指令値（若しくはトルク指令値に相当する値）に対し、主電動機Ｍの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるときの、チョッパ回路８の出力目標電圧値が格納された一又は複数のテーブル若しくは数式である。このとき、チョッパ回路８の出力目標電圧値は、主電動機Ｍが当該回転数で当該トルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように設定され得る。

以上説明した第３実施形態によれば、蓄電部７から供給される電力をして主電動機Ｍを駆動するときにおいても、電力消費効率が所定の閾値より高くなる動作点で主電動機Ｍが動作するように、直流リンクの電圧値とインバータ５の変調率とを調整することができ、主回路システム全体として電力消費効率を向上させることができる。
すなわち、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様に電動機と電動機制御装置とを含む主回路システムの電力消費効率を改善することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電動機制御装置、２…フィルタコンデンサ、３…電力変換部、４…コンバータ、５…インバータ、６…制御部、７…蓄電部、８…チョッパ回路、１０…パンタグラフ、６１…直流電圧目標値設定部、６２…電圧制御部、６３…モータ電流指令生成部、６４…電流制御部、６５…減算器

Claims (5)

1. 電力供給源から供給される電力を直流電力に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力するインバータと、
   前記電動機の回転数およびトルク指令値を取得し、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記コンバータから出力される直流電力の電圧目標値、または、前記インバータの電流指令値を設定し、前記コンバータおよび前記インバータの動作を制御する制御部と、を備えた、電動機制御装置。
2. 前記制御部は、前記電動機の回転数およびトルク指令値を取得し、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記コンバータから出力される直流電力の電圧目標値、および、前記インバータの電流指令値を設定し、前記コンバータおよび前記インバータの動作を制御する、請求項１記載の電動機制御装置。
3. 前記制御部は、前記電動機の回転数が所定の条件を満たすときに、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記コンバータから出力される直流電力の電圧目標値、または、前記インバータの電流指令値を設定する、請求項１記載の電動機制御装置。
4. 前記コンバータと前記インバータとの間を接続する直流リンクに接続された蓄電部を更に備え、
   前記制御部は、前記電力供給源から前記コンバータへの電力供給が停止したときに、前記コンバータを停止し、前記直流リンクの電圧値、前記電動機の回転数およびトルク指令値を用いて、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記インバータの電流指令値を設定し、前記インバータの動作を制御する、請求項１記載の電動機制御装置。
5. 前記直流リンクと前記蓄電部との間に接続されたチョッパ回路を更に備え、
   前記制御部は、前記電力供給源から前記コンバータへの電力供給が停止したときに、前記電動機の回転数およびトルク指令値を用いて、前記電動機が当該回転数で当該トルク指令値のトルクを出力するときの電力消費効率が所定の閾値よりも高くなるように、前記直流リンクの電圧目標値を設定し、前記チョッパ回路の動作を制御する、請求項４記載の電動機制御装置。