JP2023110240A - 電動機械システム及び制御器 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機械の性能の低下を抑制することができる電動機械システム及び制御器を提供する。【解決手段】電動機械システム１は、電動機械２と、制御器７と、を備えている。電動機械２は、第１巻線組２１及び第２巻線組２２を含む固定子と、磁石を含むと共に固定子に対して回転可能な回転子と、を有している。制御器７は、第１巻線組２１に対する第１電圧の入出力及び第２巻線組２２に対する第２電圧の入出力を制御する。制御器７は、出力部７１と、設定部７２と、を含んでいる。出力部７１は、第１電圧の入出力のための第１信号Ｓ１及び第２電圧の入出力のための第２信号Ｓ２を出力する。設定部７２は、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との位相差θを設定する。設定部７２は、第１巻線組２１を流れる第１電流及び第２巻線組２２を流れる第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、位相差θを変化させる。【選択図】図４

Description

本開示は、電動機械システム及び制御器に関する。

特許文献１には、共通のステータに配置されている複数の巻線組を有するモータが記載されている。特許文献１に記載のモータでは、複数のマイコンのそれぞれが、モータ駆動回路のスイッチング素子の作動を制御することで、各巻線組に入力される電圧について制御している。

国際公開第２０１８／０１２４２０号

上述したような電動機械では、各巻線組に入力される電圧の位相が一致していると、各巻線組を流れる電流のいわゆる電流リプルが互いに強め合う結果、トルクリプル又は直流電圧リプル（以下、単に「リプル」という）が発生する場合がある。その場合には、電動機械の性能が低下するおそれがある。一方、各巻線組を流れる電流の電流リプルが互いに弱め合うように、各巻線組に入力される電圧の位相をずらすことが考えられる。しかし、電圧の位相をずらし過ぎると、例えば一方の巻線組を流れる電流の大きさが増大し続け、他方の巻線組を流れる電流の大きさが増加から減少に転じた結果、相互インダクタンスの影響によって巻線のインダクタンスが小さく見えることに起因して、過電流が流れる場合がある。その場合には、電動機械の性能が低下するおそれがある。

本開示は、電動機械の性能の低下を抑制することができる電動機械システム及び制御器を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る電動機械システムは、第１巻線組及び第２巻線組を含む固定子と、磁石を含むと共に固定子に対して回転可能な回転子と、を有する電動機械と、第１巻線組に対する第１電圧の入出力及び第２巻線組に対する第２電圧の入出力を制御する制御器と、を備え、制御器は、第１電圧の入出力のための第１信号及び第２電圧の入出力のための第２信号を出力する出力部と、第１信号と第２信号との位相差を設定する設定部と、を含み、設定部は、第１巻線組を流れる第１電流及び第２巻線組を流れる第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、位相差を変化させる。

この電動機械システムでは、制御器の出力部は、第１巻線組に対する第１電圧の入出力のための第１信号を出力し、第２巻線組に対する第２電圧の入出力のための第２信号を出力している。さらに、制御器の設定部は、第１信号と第２信号との位相差を設定している。これにより、第１巻線組を流れる第１電流と第２巻線組を流れる第２電流とが互いに強め合うことに起因するリプルを抑制することができる。例えば電流の大きさが大きくなるとリプルも大きくなる傾向にある。電流の大きさが大きくなった場合には、位相差を大きくすることでリプルを抑制することができる。しかし、位相差が大きくなり過ぎると過電流が発生するおそれがある。ここで、設定部は、第１電流及び第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、第１信号と第２信号との位相差を変化させている。これにより、位相差が大きくなり過ぎることに起因する過電流の発生を抑制しつつ、リプルを抑制することができる。よって、この電動機械システムによれば、電動機械の性能の低下を抑制することができる。

第１信号及び第２信号のそれぞれは、パルス信号であり、第１電流の大きさは、第１信号のパルスの全周期のうち第１信号のパルス幅が占める割合に応じて変化し、第２電流の大きさは、第２信号のパルスの全周期のうち第２信号のパルス幅が占める割合に応じて変化し、設定部は、第１信号のパルス幅及び第２信号のパルス幅の少なくとも一方の変化に応じて、位相差を変化させてもよい。これにより、電流を直接的に用いることなくパルス幅を用いて、位相差を変化させることができる。

設定部は、第１信号のパルスのうち第２信号のパルスと重ならない非重複領域の幅が所定の許容値よりも大きくならないように、位相差を設定してもよい。非重複領域の幅が大きくなると、過電流が発生しやすくなる傾向にある。上記の構成によれば、過電流の発生を抑制することができる。

許容値は、電動機械に接続されている電力変換器を構成するトランジスタの最大繰り返しピークコレクタ電流と定格電流との差を電源電圧と誘起電圧との差で除した値に、第１巻線組と第２巻線組との間の漏れインダクタンスを乗算することで求められてもよい。これにより、許容値を容易に求めることができる。

第１信号のパルス幅と第２信号のパルス幅との差は、許容値以下であってもよい。これにより、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることが防止される。

設定部は、第１信号のパルス幅及び第２信号のパルス幅のそれぞれがパルスの半周期である場合には、位相差がパルスの半周期とならないように、位相差を設定してもよい。これにより、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることが防止される。

設定部は、第１信号のパルス幅が許容値よりも大きく且つ第１信号のパルスの全周期と許容値との差分よりも小さい場合には、位相差が許容値よりも大きく且つ第１信号のパルスの全周期と許容値との差分よりも小さい値にならないように、位相差を設定してもよい。これにより、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることが防止される。

設定部は、第２信号のパルス間隔が許容値以下である場合には、位相差をパルスの半周期に設定してもよい。この場合、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差を最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が、パルスの全周期と許容値との差以上である場合には、位相差をパルスの半周期に設定してもよい。この場合、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差を最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が許容値以下である場合には、位相差をパルスの半周期に設定してもよい。この場合、非重複領域の幅が許容値よりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差を最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

第１信号のパルスの全周期のうち第１信号のパルス幅が占める割合と第２信号のパルスの全周期のうち第２信号のパルス幅が占める割合とは、互いに同じであってもよい。これにより、第１信号と第２信号との関係が簡単になるため、リプルの抑制及び過電流の発生の抑制を容易に実現することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が第１範囲内にある場合には、第１信号のパルス幅の変化に応じて、位相差を変化させなくてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差を柔軟に設定することができる。

第１範囲は、パルスの半周期を含んでいてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差を柔軟に設定することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が第２範囲内にある場合には、第１信号のパルス幅の増加に応じて、位相差を増加させ、第１信号のパルス幅が第３範囲内にある場合には、第１信号のパルス幅の増加に応じて、位相差を減少させてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差を柔軟に設定することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が第２範囲内にある場合には、第１信号のパルス幅の増加に応じて、位相差を急激に増加させてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差を柔軟に設定することができる。

設定部は、第１信号のパルス幅が第２範囲内にある場合に位相差の増加率が最大値となるように、位相差を変化させてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差を柔軟に設定することができる。

本開示の一側面に係る制御器は、第１巻線組に対する第１電圧の入出力及び第２巻線組に対する第２電圧の入出力を制御する制御器であって、第１電圧の入出力のための第１信号及び第２電圧の入出力のための第２信号を出力する出力部と、第１信号と第２信号との位相差を設定する設定部と、を備え、設定部は、前記第１巻線組を流れる第１電流及び前記第２巻線組を流れる第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、位相差を変化させる。

この制御器によれば、上述したように、過電流の発生を抑制しつつリプルを抑制することができる。よって、この制御器によれば、電動機械の性能の低下を抑制することができる。

本開示によれば、電動機械の性能の低下を抑制することができる電動機械システム及び制御器を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る電動機械システムの構成図である。 図１に示される電動機械の具体例を示す図である。 第１信号及び第２信号を示す図である。 第１信号のパルス幅及び第２信号のパルス幅が変化した場合における第１信号と第２信号との位相差を示す図である。 比較例に係る電動機械システムの第１信号、第２信号及び位相差を示す図である。 比較例に係る電動機械システムの電流リプルを示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。 第２実施形態に係る電動機械システムでの位相差の制御を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１に示されるように、第１実施形態の電動機械システム１は、電動機械２と、電源３と、駆動装置４と、を備えている。電動機械システム１は、例えば、電動コンプレッサ、電動ブロア又は車両（移動体）等に適用される。電動機械２は、電動機（モータ）である。電動機械２は、例えば３相交流モータである。電動機械２は、固定子（モータステータ）と、固定子に対して回転可能な回転子（モータロータ）と、を有している。回転子は、シャフト、及びシャフトに設けられた永久磁石を有している。固定子は、回転子を周方向に囲んでいる。

固定子は、複数のティース２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗ、第１巻線組２１及び第２巻線組２２を有している。第１巻線組２１は、周方向において所定の間隔ごとに並んでいる３組のティース２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのそれぞれに設けられている。具体的には、第１巻線組２１は、複数の巻線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗを有している。巻線２１Ｕは、ティース２３Ｕに設けられている。巻線２１Ｖは、ティース２３Ｖに設けられている。巻線２１Ｗは、ティース２３Ｗに設けられている。第２巻線組２２は、第１巻線組２１が設けられているティース２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに設けられている。具体的には、第２巻線組２２は、複数の巻線２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗを有している。巻線２２Ｕは、ティース２３Ｕに設けられている。巻線２２Ｖは、ティース２３Ｖに設けられている。巻線２２Ｗは、ティース２３Ｗに設けられている。

図２を参照しつつ、図１に示される電動機械の具体例について説明する。図２に示されるように、電動機械２の固定子は、複数のティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆを有している。各ティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆは、周方向において６０度ごとに並んでいる。第１巻線組２１は、各ティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに設けられている。具体的には、第１巻線組２１は、複数の巻線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを有している。巻線２１ａは、ティース２３ａに設けられている。巻線２１ｂは、ティース２３ｂに設けられている。巻線２１ｃは、ティース２３ｃに設けられている。巻線２１ｄは、ティース２３ｄに設けられている。巻線２１ｅは、ティース２３ｅに設けられている。巻線２１ｆは、ティース２３ｆに設けられている。第２巻線組２２は、各ティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに設けられている。具体的には、第２巻線組２２は、複数の巻線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを有している。巻線２２ａは、ティース２３ａに設けられている。巻線２２ｂは、ティース２３ｂに設けられている。巻線２２ｃは、ティース２３ｃに設けられている。巻線２２ｄは、ティース２３ｄに設けられている。巻線２２ｅは、ティース２３ｅに設けられている。巻線２２ｆは、ティース２３ｆに設けられている。本実施形態では、巻線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆは、巻線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆよりも、ティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆの基端側に位置している。ただし、巻線のティースに対する取付位置は一例であり、適宜変更が可能である。例えば、巻線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆは、巻線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆよりも、ティース２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆの先端側に位置していてもよい。なお、電動機械２が３相交流モータであれば、電動機械２は、３×ｎ組（ｎは自然数）のティースを有していてもよい。

第１巻線組２１及び第２巻線組２２に電流が流れると、固定子が磁場を生じさせる。この磁場によって回転子に周方向の力が作用する結果、回転子にトルクが付与される。回転子は、当該トルクの作用によって回転する。電源３は、直流電源である。電源３は、例えば蓄電池である。

図１に示されるように、駆動装置４は、第１電力変換器５と、第２電力変換器６と、制御器７と、を有している。第１電力変換器５は、第１巻線組２１及び電源３に接続されている。第１電力変換器５は、電源３から出力される電力を第１巻線組２１に対して入力する。つまり、電源３から出力された電力は、第１電力変換器５を介して第１巻線組２１へ入力される。第１電力変換器５は、インバータとして機能する。第１電力変換器５は、電源３から出力される直流電力を交流電力に変換する。第１電力変換器５は、交流電力を第１巻線組２１へ入力する。第１電力変換器５は、例えばスイッチ回路を有している。スイッチ回路は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチを有している。第１電力変換器５は、例えばＰＷＭ制御方式によって第１巻線組２１へ交流電力を供給する。

第２電力変換器６は、第１電力変換器５と同じ構成及び機能を有している。すなわち、第２電力変換器６は、第２巻線組２２及び電源３に接続されている。第２電力変換器６は、電源３から出力される電力を第２巻線組２２に対して入力する。つまり、電源３から出力された電力は、第２電力変換器６を介して第２巻線組２２へ入力される。第２電力変換器６は、インバータとして機能する。第２電力変換器６は、電源３から出力される直流電力を交流電力に変換する。第２電力変換器６は、交流電力を第２巻線組２２へ入力する。第２電力変換器６は、例えばスイッチ回路を有している。スイッチ回路は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチを有している。第２電力変換器６は、例えばＰＷＭ制御方式によって第２巻線組２２へ交流電力を供給する。

制御器７は、例えば、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ等）、及びメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等を備えるコンピュータ装置である。制御器７は、第１電力変換器５及び第２電力変換器６の動作を制御することで、第１巻線組２１に対する第１電圧の入力及び第２巻線組２２に対する第２電圧の入力を制御する。具体的には、制御器７は、機能的構成として出力部７１と設定部７２とを含んでいる。

出力部７１は、第１電圧の入力のための第１信号Ｓ１を第１電力変換器５へ出力する。第１電力変換器５は、第１信号Ｓ１に応じて、直流電圧を交流電圧に変換しつつ、当該交流電圧を第１電圧として第１巻線組２１へ入力する。なお、第１巻線組２１に対する第１電圧の入力のタイミングは、第１信号Ｓ１が第１電力変換器５へ出力されるタイミングと一致する。

出力部７１は、第２電圧の入力のための第２信号Ｓ２を第２電力変換器６へ出力する。第２電力変換器６は、第２信号Ｓ２に応じて、直流電圧を交流電圧に変換しつつ、当該交流電圧を第２電圧として第２巻線組２２へ入力する。なお、第２巻線組２２に対する第２電圧の入力のタイミングは、第２信号Ｓ２が第２電力変換器６へ出力されるタイミングと一致する。

図３に示されるように、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２のそれぞれは、パルス信号である。第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２のそれぞれは、例えばＰＷＭ制御信号である。第１電力変換器５は、第１信号Ｓ１がＯＮである間には第１巻線組２１へ電圧を印加し、第１信号Ｓ１がＯＦＦである間には第１巻線組２１へ電圧を印加しない。第１電力変換器５は、このような動作を繰り返すことで、第１巻線組２１へ交流電圧を入力する。第２電力変換器６は、第２信号Ｓ２がＯＮである間には第２巻線組２２へ電圧を印加し、第２信号Ｓ２がＯＦＦである間には、第２巻線組２２へ電圧を印加しない。第２電力変換器６は、このような動作を繰り返すことで、第２巻線組２２へ交流電圧を入力する。

第１巻線組２１を流れる第１電流の大きさは、第１信号Ｓ１のパルスの全周期（１周期）のうち第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が占める割合（第１デューティ比）に応じて変化する。第１信号Ｓ１の第１デューティ比は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１をパルス幅Ｗ１と第１信号Ｓ１のパルス間隔Ｄ１との和で除算した値（Ｗ１／（Ｗ１＋Ｄ１））である。第１デューティ比が大きいほど、つまり、第１巻線組２１へ電圧が印加される時間が長いほど、第１巻線組２１を流れる第１電流の大きさが大きくなる。

第２巻線組２２を流れる第２電流の大きさは、第２信号Ｓ２のパルスの全周期（１周期）のうち第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２が占める割合（第２デューティ比）に応じて変化する。第２信号Ｓ２の第２デューティ比は、第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２をパルス幅Ｗ２と第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２との和で除算した値（Ｗ２／（Ｗ２＋Ｄ２））である。第２デューティ比が大きいほど、つまり、第２巻線組２２へ電圧が印加される時間が長いほど、第２巻線組２２を流れる第２電流の大きさが大きくなる。以下、信号の１周期つまり信号の１つのパルス幅と１つのパルス間隔との和を３６０度とする。

本実施形態では、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１と第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２とは、互いに同じであり、第１信号Ｓ１のパルス間隔Ｄ１と第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２とは、互いに同じである。つまり、本実施形態では、第１信号Ｓ１の第１デューティ比と第２信号Ｓ２の第２デューティ比とは、互いに同じである。

設定部７２は、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との位相差θを設定する。位相差とは、第１信号と第２信号との位相の角度差のことをいう。一例として、位相差θは、第１信号Ｓ１のパルスの中心と第２信号Ｓ２のパルスの中心との角度差である。位相差は、第１信号と第２信号との位相の時間差であってもよい。一例として、位相差θは、第１信号Ｓ１のパルスの中心と第２信号Ｓ２のパルスの中心との時間差である。

第１信号と第２信号との位相の角度差は、第１信号と第２信号との位相の時間差を第１信号又は第２信号のパルスの全周期に対応する期間で除算した値に２πを乗算した値である。例えば、第１信号Ｓ１の１つのパルスの中心と、第２信号Ｓ２のうち第１信号の上記１つのパルスと対応する１つのパルスの中心との時間差を第１信号Ｓ１のパルスの全周期に対応する期間で除算した値が１／４である場合には、位相差θは、π／２（つまり９０度）である。なお、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１と第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２とが同じである場合には、位相差θは、第１信号Ｓ１のパルスが立ち上がるタイミングと第２信号Ｓ２のパルスが立ち上がるタイミングとの角度差又は時間差であってもよい。

設定部７２は、第１巻線組２１を流れる第１電流及び第２巻線組２２を流れる第２電流の大きさの変化に応じて、位相差θを変化させる。電流の大きさが大きくなると電流リプルも大きくなる傾向にあるため、電流の大きさが大きくなると位相差θも大きく設定される。一例として、設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１及び第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２の変化に応じて、位相差θを変化させる。具体的には、設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１及び第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２が大きくなると、位相差θを大きくし、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１及び第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２が小さくなると、位相差θを小さくする。本実施形態では、パルス幅Ｗ１及びパルス幅Ｗ２は、所定期間の平均値である。つまり、パルス幅Ｗ１及びパルス幅Ｗ２は、パルス信号の複数の周期の平均値である。

図４に示されるように、設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルスのうち第２信号Ｓ２のパルスと重ならない非重複領域の幅Ｒが所定の許容値よりも大きくならないように、位相差θを設定する。本実施形態では、第１信号Ｓ１の１つのパルスのうち、第２信号Ｓ２のパルスと重ならない領域を非重複領域という。

非重複領域の幅Ｒに関する許容値は、電動機械システム１の許容電流値及び電源３の電圧等によって定められる。具体的には、許容値は、第１電力変換器５又は第２電力変換器６を構成するトランジスタの最大繰り返しピークコレクタ電流と定格電流との差を電源電圧と誘起電圧との差で除した値に、第１巻線組と第２巻線組との間の漏れインダクタンスを乗算することで求められる。最大繰り返しピークコレクタ電流は、第１巻線組２１又は第２巻線組２２と導通する半導体部品のピークコレクタ電流に該当する。最大繰り返しピークコレクタ電流は、半導体部品のデータシート等から取得されてもよい。なお、一般的な安全率を考慮し、最大繰り返しピークコレクタ電流に例えば０．８が乗算されてもよい。

非重複領域の幅Ｒに関する許容値は、半導体部品の許容温度等によって定められてもよい。具体的には、許容温度と運転時の環境温度との差が半導体部品の熱抵抗値に許容損失を乗算した値よりも大きくなる必要がある。ここで、許容損失は、電流に依存するパラメータであり、データシート等から取得されてもよい。許容値は、許容損失に相当する電流値と運転時電流との差に第１巻線組と第２巻線組との間の漏れインダクタンスを乗算した値を電源電圧と誘起電圧との差で除することで求められてもよい。非重複領域の幅Ｒに関する許容値は、過電流に起因して電動機械システム１を構成する各部品が故障する限界を表す値である。換言すると、設定部７２は、過電流に起因して電動機械システム１を構成する各部品が故障しないように位相差θを設定する。

非重複領域では、第１信号Ｓ１がＯＮである間に、第２信号Ｓ２がＯＮからＯＦＦに切り替わる。つまり、第１巻線組２１へ電圧が入力されている間に、第２巻線組２２への電力供給が遮断され電流が減少に転ずる。したがって、相互インダクタンスの影響によって、第１巻線組２１で過電流が発生する場合がある。非重複領域の幅Ｒが大きいほど、第１巻線組２１で発生する過電流が大きくなる傾向にある。非重複領域の幅Ｒの最大値は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２よりも大きい場合には、パルス間隔Ｄ２であり、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２以下である場合には、パルス幅Ｗ１である。

図４の（ａ）に示されるように、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１及び第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２のそれぞれが非重複領域の幅Ｒに関する許容値よりも大きい場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、許容値よりも大きくなることがあり得る。一例として、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１は、１８０度であり、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２は、１８０度であり、許容値は、６０度であると仮定する。位相差θを大きくすると、非重複領域の幅Ｒは、最大で１８０度まで大きくなり得るため、６０度よりも大きくなり得る。したがって、設定部７２は、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくならないように、位相差θを設定する。

図４の（ｂ）に示されるように、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、許容値よりも大きくなることがあり得ない。一例として、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１は、３２４度であり、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２は、３６度であり、許容値は、６０度であると仮定する。位相差θを大きくしても、非重複領域の幅Ｒは、最大で３６度までしか大きくならないため、６０度よりも大きくなり得ない。したがって、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合には、位相差θには制限がない。設定部７２は、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合には、位相差θを１８０度（パルスの半周期）に設定し得る。

図４の（c）に示されるように、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、許容値よりも大きくなることがあり得ない。一例として、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１は、３６度であり、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２は、３２４度であり、許容値は、６０度であると仮定する。位相差θを大きくしても、非重複領域の幅Ｒは、最大で３６度までしか大きくならないため、６０度よりも大きくなり得ない。したがって、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合には、位相差θには制限がない。設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合には、位相差θを１８０度（パルスの半周期）に設定し得る。

設定部７２は、位相差θに関する信号を出力部７１へ出力する。出力部７１は、第１電力変換器５へ出力した第１信号Ｓ１に対して、位相差θを設けて第２信号Ｓ２を第２電力変換器６へ出力する。

図１に示されるように、設定部７２は、判定部７３と、算出部７４と、を含んでいる。判定部７３は、出力部７１から、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１、第１信号Ｓ１のパルス間隔Ｄ１、第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２及び第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２に関する情報を受信する。判定部７３は、これらの情報に基づいて、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくなる可能性があるか否かを判定する。算出部７４は、判定部７３から判定結果に関する情報を受信する。算出部７４は、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくなる可能性がない場合には、位相差θとして１８０度に関する信号を出力部７１へ出力する。算出部７４は、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくなる可能性がある場合には、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくならないような位相差θを算出する。

以上説明したように、電動機械システム１では、制御器７の出力部７１が、第１巻線組２１に対する第１電圧の入出力のための第１信号Ｓ１を出力し、第２巻線組２２に対する第２電圧の入出力のための第２信号Ｓ２を出力している。さらに、制御器７の設定部７２は、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との位相差θを設定している。これにより、第１巻線組２１を流れる第１電流と第２巻線組２２を流れる第２電流とが互いに強め合うことに起因するリプルを抑制することができる。例えば電流の大きさが大きくなると第１電流と第２電流との電流リプルも大きくなる結果、トルクリプルも増大する傾向にある。位相差θを大きくすることでリプルを抑制することができる。しかし、位相差θが大きくなり過ぎると過電流が発生するおそれがある。ここで、設定部７２は、第１電流及び第２電流の大きさの変化に応じて、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との位相差θを変化させている。これにより、位相差θが大きくなり過ぎることに起因する過電流の発生を抑制しつつ、リプルを抑制することができる。よって、電動機械システム１によれば、電動機械２の性能の低下を抑制することができる。

図５は、比較例に係る電動機械システムの第１信号、第２信号及び位相差を示す図である。図６は、比較例に係る電動機械システムの電流リプルを示す図である。図５の（ａ）及び図６の（ａ）に示されるように、比較例の第１信号Ｓ１１と第２信号Ｓ１２との位相が一致している場合には、第１電流Ｉ１の電流リプルと第２電流Ｉ２の電流リプルの位相が一致することとなり、第１電流I１によるトルクリプルと第２電流Ｉ２によるトルクリプルとの位相も一致することとなる。その結果、総トルクのリプルが大きくなる。また、直流電圧リプル及び直流側の電流リプルも増大するおそれがある。図５の（ｂ）及び図６の（ｂ）に示されるように、比較例の第１信号Ｓ１１と第２信号Ｓ１２との位相差θ１が例えば１８０度である場合には、第１電流Ｉ１の電流リプルと第２電流Ｉ２の電流リプルとの位相が１８０°ずれることとなり、第１電流Ｉ１の電流リプル及び第２電流Ｉ２の電流リプルのそれぞれによって生じるトルクリプルが相殺することとなり、総トルクのリプルが抑制される。しかし、このような場合には、例えば、第２巻線組へ電力が入力されている間に、第１巻線組への電力の入力が停止する場合がある。その場合には、相互インダクタンスの影響に起因して第２電流Ｉ２の大きさが急激に大きくなる結果、第２巻線組で過電流が発生し、部品の劣化又は損傷が発生するおそれがある。

換言すると、第１巻線組と第２巻線組とは、磁気的には相互に干渉する。そのため、例えば、２つの巻線組が同時に電源により励磁されている状態から、一方の電力変換器の指令がＯＦＦの状態になると、他方の巻線組の逆起電力により、他方の電力変換器は、負荷インダクタンスが極端に小さくなったと捉える。その場合には、他方の巻線組を流れる第２電流が急激に増加し、他方の巻線組には、短絡電流のような過電流が流れるリスクが生じる。非重複領域の幅が１８０度になった場合には、過電流の発生の可能性が最も高いと考えられる。電動機械システム１によれば、上述したように、過電流の発生を抑制しつつリプルを抑制することができ、電動機械２の性能の低下を抑制することができる。

第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２のそれぞれは、パルス信号である。第１電流の大きさは、第１信号Ｓ１のパルスの全周期のうち第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が占める割合（第１デューティ比）に応じて変化する。第２電流の大きさは、第２信号Ｓ２のパルスの全周期のうち第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２が占める割合（第２デューティ比）に応じて変化する。設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅及び第２信号Ｓ２のパルス幅の変化に応じて、位相差θを変化させている。これにより、電流を直接的に用いることなくパルス幅を用いて、位相差θを変化させることができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルスのうち第２信号Ｓ２のパルスと重ならない非重複領域の幅Ｒが所定の許容値よりも大きくならないように、位相差θを設定している。非重複領域の幅Ｒが大きくなると、過電流が発生しやすくなる傾向にある。上記の構成によれば、過電流の発生を抑制することができる。

許容値は、第１電力変換器５又は第２電力変換器６を構成するトランジスタの最大繰り返しピークコレクタ電流と定格電流との差を電源電圧と誘起電圧との差で除した値に、第１巻線組と第２巻線組との間の漏れインダクタンスを乗算することで求められる。これにより、許容値を容易に求めることができる。

設定部７２は、第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２が許容値以下である場合には、位相差θを１８０度に設定している。この場合、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差θを最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１が非重複領域の幅Ｒに関する許容値以下である場合には、位相差θを１８０度に設定している。この場合、非重複領域の幅Ｒが許容値よりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差θを最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

第１信号Ｓ１のパルスの全周期のうち第１信号Ｓ１のパルス幅が占める割合（第１デューティ比）と第２信号Ｓ２のパルスの全周期のうち第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２が占める割合（第２デューティ比）とは、互いに同じである。これにより、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との関係が簡単になるため、リプルの抑制及び過電流の発生の抑制を容易に実現することができる。

制御器７によれば、上述したように、過電流の発生を抑制しつつリプルを抑制することができる。よって、制御器７によれば、電動機械２の性能の低下を抑制することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。図７及び図８に示されるように、本実施形態では、パルスの全周期を「１」とし、パルスの半周期を「１／２」とし、第１信号Ｓ１のパルス幅をｔとし、第２信号Ｓ２のパルス幅をｓとし、非重複領域の幅Ｒに関する許容値をｄとする。まず、ｔ＞ｓと仮定する。

ｔ＜ｄの場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、位相差θによらず、許容値ｄ以下となる（図８に示される左下のAnyθ領域）。したがって、設定部７２は、ｔ≦ｄの場合には、位相差θを１／２（パルスの半周期）に設定し得る。

（ｔ－ｓ）＞ｄの場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、位相差θによらず、許容値ｄよりも大きくなる（図８に示されるＮＡ領域）。したがって、本実施形態では、（ｔ－ｓ）≦ｄである。

（ｔ－ｓ）＜ｄであって、（ｔ＋ｄ）＞１の場合を想定する。その場合には、非重複領域の幅Ｒは、位相差θによらず、許容値ｄ以下となる（図８に示される右上のAnyθ領域）。したがって、設定部７２は、（ｔ－ｓ）＜ｄであって、（ｔ＋ｄ）＞１の場合には、位相差θを１／２に設定し得る。

（ｔ－ｓ）＜ｄであって、（ｔ＋ｄ）≦１の場合を想定する。その場合には、－φ≦θ≦ｄを満たすときには、非重複領域の幅Ｒは、許容値ｄ以下となる。φは、ｓ－（ｔ－ｄ）である。したがって、設定部７２は、（ｔ－ｓ）＜ｄであって、（ｔ＋ｄ）≦１の場合には、－φ≦θ≦ｄを満たすように、位相差θを設定する。

ｔ＞ｄの場合を想定する。その場合には、位相差θが－φ≦θ≦ｄを満たすときには、非重複領域の幅Ｒは、許容値ｄ以下となる。φは、ｓ－（ｔ－ｄ）である。したがって、設定部７２は、ｔ＞ｄの場合には、－φ≦θ≦ｄを満たすように、位相差θを設定する。ただし、ｓ＋ｄ≧１の場合には、非重複領域の幅Ｒが許容値ｄ以下となるため、位相差θは任意である。したがって、設定部７２は、ｔ＞ｄであって、ｓ＋ｄ≧１の場合には、位相差θを１／２に設定し得る。

なお、ｔ＜ｓと仮定した場合には、ｔ＞ｓと仮定した場合と逆の関係となる。設定部７２は、ｔ＜ｓの場合には、（ｓ－ｔ）－ｄ≦（１－θ）≦ｄを満たすように、位相差θを設定してもよい。

次に、一例としてｔ＝ｓの場合を考える。図９に示されるように、設定部７２は、ｔ＝１／２である場合には、θ＝１／２とならないように、位相差θを設定する。つまり、設定部７２は、ｔ＝１／２且つθ＝１／２となる点Ｐを避けるように、位相差θを設定する。設定部７２は、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）の場合には、位相差θがｄ＜θ＜（１－ｄ）の値にならないように、位相差θを設定する。つまり、設定部７２は、点Ｐを含む所定の領域Ｎを避けるように、位相差θを設定する。本実施形態では、領域Ｎは、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）（第１範囲Ｒ１）且つｄ＜θ＜（１－ｄ）の領域である。

図１０及び図１１に示されるように、設定部７２は、領域Ｎ以外の領域において、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔ（第１デューティ比）の変化に応じて、位相差θを変化させる。図１０に示されるように、設定部７２は、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させてもよい。

図１０の（ａ）に示されるように、設定部７２は、位相差θの変化率を一定に維持させてもよい（ラインＬ１）。設定部７２は、ｔ＜（１－ｄ）における位相差θの変化率よりもｔ≧（１－ｄ）における位相差θの変化率を大きくしてもよい（ラインＬ２）。設定部７２は、ｔ＝（１－ｄ）前後の範囲における位相差θの変化率よりもその他の範囲における位相差θの変化率を小さくしてもよい（ラインＬ３）。

図１０の（ｂ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜（１－ｄ）においては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させ、ｔ≧（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ４）。つまり、設定部７２は、ｔ≧（１－ｄ）（第２範囲Ｒ２）である場合には、位相差θを１／２に設定してもよい。設定部７２は、ｔ≧（１－ｄ）においては、位相差θの増加率が最大値となるように、位相差θを変化させてもよい。設定部７２は、ｔ≧（１－ｄ）においては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを急激に増加させてもよい（ラインＬ４）。

「急激」とは、パルス幅ｔの変化に伴う位相差θの変化率の絶対値が所定値よりも大きいことをいう。本実施形態では、ｔ≧（１－ｄ）における位相差θの変化率の絶対値は、例えば無限大である。つまり、位相差θは、ｔ≧（１－ｄ）の範囲内の所定の時刻において、所定値から１／２に変化する。

設定部７２は、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）（第１範囲Ｒ１）においては、パルス幅ｔの変化に応じて位相差θを変化させなくてもよい（ラインＬ５）。第１範囲Ｒ１は、１／２を含んでいる。つまり、ｄ＜１／２＜（１－ｄ）である。設定部７２は、ｔ≧（１－ｄ）においては、位相差θを１／２まで漸増させてもよい（ラインＬ６）。

図１０の（ｃ）に示されるように、設定部７２は、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２まで増加させた後、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ７）。設定部７２は、ｔ＝（１－ｄ）前後の範囲における位相差θの変化率よりもその他の範囲における位相差θの変化率を小さくしてもよい（ラインＬ７）。設定部７２は、ラインＬ１と同様にパルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２まで増加させた後、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ８）。

図１１に示されるように、設定部７２は、ｔ≧（１－ｄ）においては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させ、ｔ≦ｄ（第３範囲Ｒ３）においては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを減少させてもよい。図１１の（ａ）に示されるように、設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ＞ｄにおいては、ラインＬ１と同様に位相差θの変化率を一定に維持させてもよい（ラインＬ９）。

設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ＞ｄにおいては、ｔ＜（１－ｄ）における位相差θの変化率よりもｔ≧（１－ｄ）における位相差θの変化率を大きくしてもよい（ラインＬ１０）。設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ラインＬ３と同様にｔ＝（１－ｄ）前後の範囲における位相差θの変化率よりもその他の範囲における位相差θの変化率を小さくしてもよい（ラインＬ１１）。

図１１の（ｂ）に示されるように、設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ＞ｄにおいては、ラインＬ４と同様にパルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させた後、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１２）。設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）においては、ラインＬ５と同様にパルス幅ｔの変化に応じて位相差θを変化させなくてもよい（ラインＬ１３）。設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ＞ｄにおいては、Ｌ６と同様に位相差θを１／２まで漸増させてもよい（ラインＬ１４）。

図１１の（ｃ）に示されるように、設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ≧ｄにおいては、ラインＬ４と同様にパルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させ、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１５）。設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２から減少させた後、ｔ＞ｄにおいては、ラインＬ８と同様にパルス幅ｔの増加に応じて位相差θを１／２まで増加させた後、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１６）。

図１１の（ａ）～（ｃ）に示されるように、設定部７２は、ｔ≦ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを急激に減少させてもよい。

図１２の（ａ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜ｄにおいては、位相差θを１／２に維持させ、ｔ＝ｄの場合には、位相差θをｄ～１／２の任意の値に設定し、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）においては、位相差θをｄに維持させ、ｔ＝（１－ｄ）の場合には、位相差θをｄ～１／２の任意の値に設定し、ｔ＞（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１７）。

図１２の（ｂ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θをｄまで漸増させ、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）においては、位相差θをｄに維持させ、ｔ＝（１－ｄ）の場合には、位相差θをｄ～１／２の任意の値に設定し、ｔ＞（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１８）。

図１２の（ｃ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜（１－ｄ）においては、位相差θをｄよりも小さい値に維持させ、ｔ＝（１－ｄ）の場合には、位相差θをｔ＜（１－ｄ）における位相差θの値～１／２の任意の値に設定し、ｔ＞（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ１９）。

図１２の（ｄ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜ｄにおいては、位相差θを１／２に維持させ、ｔ＝ｄの場合には、位相差θを１／２～（１－ｄ）の任意の値に設定し、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）においては、位相差θを（１－ｄ）に維持させ、ｔ＝（１－ｄ）の場合には、位相差θを１／２～（１－ｄ）の任意の値に設定し、ｔ＞（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ２０）。

図１２の（ｅ）に示されるように、設定部７２は、ｔ＜ｄにおいては、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを（１－ｄ）まで漸減させ、ｄ＜ｔ＜（１－ｄ）においては、位相差θを（１－ｄ）に維持させ、ｔ＝（１－ｄ）の場合には、位相差θを１／２～（１－ｄ）の任意の値に設定し、ｔ＞（１－ｄ）においては、位相差θを１／２に維持させてもよい（ラインＬ２１）。

以上説明したように、第２実施形態の電動機械システムによれば、第１実施形態の電動機械システム１と同様に、電動機械２の性能の低下を抑制することができる。

第１信号Ｓ１のパルス幅ｔと第２信号Ｓ２のパルス幅ｓとの差は、許容値ｄ以下であってもよい。換言すると、出力部７１は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔと第２信号Ｓ２のパルス幅ｓとの差が許容値ｄ以下となるように、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を出力してもよい。これにより、非重複領域の幅Ｒが許容値ｄよりも大きくなることが防止される。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔ及び第２信号Ｓ２のパルス幅ｓのそれぞれがパルスの半周期である場合には、位相差θがパルスの半周期とならないように、位相差θを設定してもよい。これにより、非重複領域の幅Ｒが許容値ｄよりも大きくなることが防止される。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが許容値ｄよりも大きく且つ第１信号Ｓ１のパルスの全周期と許容値ｄとの差分よりも小さい場合には、位相差θが許容値ｄよりも大きく且つ第１信号Ｓ１のパルスの全周期と許容値ｄとの差分よりも小さい値にならないように、位相差θを設定してもよい。これにより、非重複領域の幅Ｒが許容値ｄよりも大きくなることが防止される。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが、パルスの全周期と許容値ｄとの差以上である場合には、位相差θをパルスの半周期に設定してもよい。また、設定部７２は、第２信号Ｓ２のパルス幅ｓが、パルスの全周期と許容値ｄとの差以上である場合には、位相差θをパルスの半周期に設定してもよい。第２信号Ｓ２のパルス幅ｓが、パルスの全周期と許容値ｄとの差以上である場合には、第２信号Ｓ２のパルス間隔が許容値ｄ以下となる結果、第１信号Ｓ１のパルスのうち第２信号Ｓ２のパルスと重ならない非重複領域の幅が許容値ｄ以下となる。この場合には、位相差θを最大値つまりパルスの半周期に設定してもよい。換言すると、設定部７２は、第２信号Ｓ２のパルス間隔が許容値ｄ以下である場合には、位相差θをパルスの半周期に設定してもよい。これらの場合、非重複領域の幅Ｒが許容値ｄよりも大きくなることがないため、たとえ過電流が発生したとしても、許容範囲内にある。そのため、位相差θを最大限にすることで、リプルを抑制することができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが第１範囲Ｒ１内にある場合には、パルス幅ｔ（第１デューティ比）の変化に応じて、位相差θを変化させなくてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差θを柔軟に設定することができる。

第１範囲Ｒ１は、パルスの半周期を含んでいてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差θを柔軟に設定することができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが第２範囲Ｒ２内にある場合には、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを増加させ、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが第３範囲Ｒ３内にある場合には、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを減少させてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差θを柔軟に設定することができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが第２範囲Ｒ２内にある場合には、パルス幅ｔの増加に応じて位相差θを急激に増加させてもよい。これにより、様々な状況に応じて、位相差θを柔軟に設定することができる。

設定部７２は、第１信号Ｓ１のパルス幅ｔが第２範囲Ｒ２内にある場合に位相差θの増加率が最大値となるように、位相差θを変化させている。これにより、様々な状況に応じて、位相差θを柔軟に設定することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。

第１デューティ比と第２デューティ比とが互いに同じである例を示したが、第１デューティ比と第２デューティ比とは、互いに異なってもよい。具体的には、第１信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１と第２信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２とは、互いに異なってもよい。第１信号Ｓ１のパルス間隔Ｄ１と第２信号Ｓ２のパルス間隔Ｄ２とは、互いに異なってもよい。一例として、パルス幅Ｗ２は、パルス幅Ｗ１よりも大きくてもよい。パルス間隔Ｄ２は、パルス間隔Ｄ１よりも小さくてもよい。電動機械システム１によれば、このような場合においても、電流リプルの抑制、及び過電流の発生の抑制を実現することができる。

設定部７２は、第１電流及び第２電流のいずれか一方の大きさの変化に応じて、位相差θを変化させてもよい。つまり、設定部７２は、第１電流及び第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、位相差θを変化させればよい。設定部７２は、第１デューティ比及び第２デューティ比のいずれか一方の変化に応じて、位相差θを変化させてもよい。つまり、設定部７２は、第１デューティ比及び第２デューティ比の少なくとも一方の変化に応じて、位相差θを変化させればよい。

第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２との位相差θは、０度であってもよい。つまり、設定部７２は、第１電流及び第２電流の大きさの変化に応じて位相差θを変化させればよく、位相差θの大きさは、特に限定されない。

電動機械２が電動機である例を示したが、電動機械２は、発電機（ジェネレータ）であってもよい。その場合、蓄電池（実施形態の電源３）は、負荷として機能する。発電機の回転子は、例えば、エンジン等の駆動によって回転する。固定子の第１巻線組２１及び第２巻線組２２には、回転子の磁場の作用によって電流が流れる。電動機械２は、交流電流を出力する。第１電力変換器５及び第２電力変換器６のそれぞれは、コンバータとして機能する。制御器７は、第１巻線組２１に対する第１電流の出力及び第２巻線組２２に対する第２電流の出力を制御する。出力部７１は、第１電流の出力のための第１信号及び第２電流の出力のための第２信号を出力する。

固定子は、第１巻線組２１及び第２巻線組２２に加えて、同一のティースに設けられた第３巻線組を更に有していてもよい。固定子は、２つ以上の巻線組を有している。

１ 電動機械システム
２ 電動機械
７ 制御器
２１ 第１巻線組
２２ 第２巻線組
７１ 出力部
７２ 設定部
Ｄ１，Ｄ２ パルス間隔
Ｒ 非重複領域の幅
Ｒ１ 第１範囲
Ｒ２ 第２範囲
Ｒ３ 第３範囲
Ｓ１ 第１信号
Ｓ２ 第２信号
Ｗ１，Ｗ２，ｔ，ｓ パルス幅
θ 位相差

Claims (17)

1. 第１巻線組及び第２巻線組を含む固定子と、磁石を含むと共に前記固定子に対して回転可能な回転子と、を有する電動機械と、
   前記第１巻線組に対する第１電圧の入出力及び前記第２巻線組に対する第２電圧の入出力を制御する制御器と、を備え、
   前記制御器は、
   前記第１電圧の入出力のための第１信号及び前記第２電圧の入出力のための第２信号を出力する出力部と、
   前記第１信号と前記第２信号との位相差を設定する設定部と、を含み、
   前記設定部は、前記第１巻線組を流れる第１電流及び前記第２巻線組を流れる第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、前記位相差を変化させる、電動機械システム。
2. 前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれは、パルス信号であり、
   前記第１電流の大きさは、前記第１信号のパルスの全周期のうち前記第１信号のパルス幅が占める割合に応じて変化し、
   前記第２電流の大きさは、前記第２信号のパルスの全周期のうち前記第２信号のパルス幅が占める割合に応じて変化し、
   前記設定部は、前記第１信号のパルス幅及び前記第２信号のパルス幅の少なくとも一方の変化に応じて、前記位相差を変化させる、請求項１に記載の電動機械システム。
3. 前記設定部は、前記第１信号のパルスのうち前記第２信号のパルスと重ならない非重複領域の幅が所定の許容値よりも大きくならないように、前記位相差を設定する、請求項２に記載の電動機械システム。
4. 前記許容値は、前記電動機械に接続されている電力変換器を構成するトランジスタの最大繰り返しピークコレクタ電流と定格電流との差を電源電圧と誘起電圧との差で除した値に、前記第１巻線組と前記第２巻線組との間の漏れインダクタンスを乗算することで求められる、請求項３に記載の電動機械システム。
5. 前記第１信号のパルス幅と前記第２信号のパルス幅との差は、前記許容値以下である、請求項３又は４に記載の電動機械システム。
6. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅及び前記第２信号のパルス幅のそれぞれがパルスの半周期である場合には、前記位相差がパルスの半周期とならないように、前記位相差を設定する、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動機械システム。
7. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が前記許容値よりも大きく且つ前記第１信号のパルスの全周期と前記許容値との差分よりも小さい場合には、前記位相差が前記許容値よりも大きく且つ前記第１信号のパルスの全周期と前記許容値との差分よりも小さい値にならないように、前記位相差を設定する、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動機械システム。
8. 前記設定部は、前記第２信号のパルス間隔が前記許容値以下である場合には、前記位相差をパルスの半周期に設定する、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動機械システム。
9. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が、パルスの全周期と前記許容値との差以上である場合には、前記位相差をパルスの半周期に設定する、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動機械システム。
10. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が前記許容値以下である場合には、前記位相差をパルスの半周期に設定する、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動機械システム。
11. 前記第１信号のパルスの全周期のうち前記第１信号のパルス幅が占める割合と前記第２信号のパルスの全周期のうち前記第２信号のパルス幅が占める割合とは、互いに同じである、請求項２～１０のいずれか一項に記載の電動機械システム。
12. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が第１範囲内にある場合には、前記第１信号のパルス幅の変化に応じて、前記位相差を変化させない、請求項１１に記載の電動機械システム。
13. 前記第１範囲は、パルスの半周期を含んでいる、請求項１２に記載の電動機械システム。
14. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が第２範囲内にある場合には、前記第１信号のパルス幅の増加に応じて、前記位相差を増加させ、前記第１信号のパルス幅が第３範囲内にある場合には、前記第１信号のパルス幅の増加に応じて、前記位相差を減少させる、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の電動機械システム。
15. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が前記第２範囲内にある場合には、前記第１信号のパルス幅の増加に応じて、前記位相差を急激に増加させる、請求項１４に記載の電動機械システム。
16. 前記設定部は、前記第１信号のパルス幅が前記第２範囲内にある場合に前記位相差の増加率が最大値となるように、前記位相差を変化させる、請求項１４又は１５に記載の電動機械システム。
17. 第１巻線組に対する第１電圧の入出力及び第２巻線組に対する第２電圧の入出力を制御する制御器であって、
    前記第１電圧の入出力のための第１信号及び前記第２電圧の入出力のための第２信号を出力する出力部と、
    前記第１信号と前記第２信号との位相差を設定する設定部と、を備え、
    前記設定部は、前記第１巻線組を流れる第１電流及び前記第２巻線組を流れる第２電流の少なくとも一方の大きさの変化に応じて、前記位相差を変化させる、制御器。
    

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