JP7202997B2

JP7202997B2 - 回転電動機システム

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Publication number: JP7202997B2
Application number: JP2019193471A
Authority: JP
Inventors: 裕樹大谷; 堅滋山田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: JP2021069202A

Description

本発明は、電機子巻線と界磁巻線を備えた回転電動機のシステムに関する。

従来、電機子巻線と界磁巻線を備え、界磁巻線に界磁電流を流すことで生じる界磁磁束により回転トルクを変化させることができる回転電動機が知られている。このような回転電動機のシステムは、界磁巻線に界磁電流を流す駆動装置（以下、界磁用コンバータと言う）を含み、界磁用コンバータは、複数のスイッチング素子を含んで構成される。制御装置が界磁用コンバータの各スイッチング素子のオン／オフを制御し、界磁電流を制御する（例えば特許文献１参照）。

特開２０１８－８５７９９号公報

界磁巻線に正方向の電流（強め界磁電流）と負方向の電流（弱め界磁電流）の両方を流す制御が可能であり、構成が簡素である回転電動機システムが望まれている。

本発明の目的は、界磁巻線に正負両方向の電流を流す制御が可能であり、構成が簡素である回転電動機システムを提供することにある。

本発明の回転電動機システムは、回転磁界を発生させる電機子巻線と界磁磁束を発生させる界磁巻線を含む回転電動機と、第１電池と第２電池が直列接続されて構成される電池群と、前記電池群の電圧が直接または昇圧されて印加される一対の母線と、前記母線間に接続され、前記電機子巻線に電流を流すインバータと、前記母線間に接続され、前記界磁巻線に電流を流す界磁用コンバータと、前記インバータおよび前記界磁用コンバータを制御する制御装置と、を備え、前記界磁用コンバータは、前記母線間に接続されたアームを含み、前記アームは前記制御装置により制御される２つのスイッチング素子を直列接続して構成され、前記界磁巻線の一端は前記界磁用コンバータの前記アームの２つのスイッチング素子の間に接続され、前記界磁巻線の他端は前記第１電池と前記第２電池の間に接続される、ことを特徴とする。

また、本発明の回転電動機システムにおいて、前記第１電池は、１つまたは複数の電池セルを含み、前記第２電池も、１つまたは複数の電池セルを含み、前記第１電池が含む電池セルの数と、前記第２電池が含む電池セルの数は同じである、としてもよい。

また、本発明の回転電動機システムにおいて、前記第１電池の充電量と、前記第２電池の充電量を均等化させるアクティブセルバランサをさらに備える、としてもよい。

本発明によれば、界磁用コンバータの２つのスイッチング素子によって、界磁巻線に正負両方向の電流を流す制御が可能であり、界磁用コンバータに含まれるスイッチング素子が少ないため、回転電動機システムを簡素な構成とすることができる。

本発明の実施形態に係る回転電動機システムの回路図である。図１に示す制御装置のブロック構成図である。本発明の実施形態に係る回転電動機システムのトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図である。従来技術のＨアームコンバータを含む回転電動機システムのトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図である。従来技術の１アームコンバータを含む回転電動機システムのトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図である。本発明の別の実施形態に係る回転電動機システムの回路図である。従来技術のＨアームコンバータを含む回転電動機システムの回路図である。従来技術の１アームコンバータを含む回転電動機システムの回路図である。

以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下で述べる構成は、説明のための例示であって、回転電動機システムの仕様等に合わせて適宜変更が可能である。全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本実施形態における回転電動機システム１０の回路図である。回転電動機システム１０は、第１電池１５ａと第２電池１５ｂが直列接続されて構成される電池群１６と、電池群１６の電圧ｖｂが印加される一対の母線２８ａ、２８ｂと、母線２８ａ、２８ｂ間に接続されたコンデンサ２２、界磁用コンバータ２４、及びインバータ２６と、界磁用コンバータ２４及びインバータ２６を制御する制御装置１２と、回転電動機３０を備える。

回転電動機３０は、ステータとロータを含み、ステータは、ロータに界磁を作る直流電流を流す界磁巻線３４と、当該界磁との相互作用によりロータにトルクを発生させる交流電流を流す電機子巻線３２（三相巻線とも言う）を備える。界磁巻線３４は、界磁磁束を発生させ、電機子巻線３２は、回転磁界を発生させる。なお、ここでは、ステータが界磁巻線３４を備えるとしたが、ロータまたはロータ周辺の部材が界磁巻線３４を備える構成であってもよい。

電池群１６は、回転電動機３０の電力源である。第１電池１５ａは、１つまたは複数の電池セル１４を含み、第２電池１５ｂも、１つまたは複数の電池セル１４を含む。本実施形態では、第１電池１５ａが含む電池セル１４の数と、第２電池１５ｂが含む電池セル１４の数は同じである。なお、図１では、図示の都合上、第１電池１５ａ及び第２電池１５ｂのそれぞれが含む電池セル１４の数は３つとなっているが、電池セルの仕様等に応じてその数は適宜、変更される。第１電池１５ａ、第２電池１５ｂのそれぞれの出力電圧はｖｂ１、ｖｂ２であり、本実施形態ではｖｂ１、ｖｂ２は同じ電圧、または、ほぼ同じ電圧である。電池群１６の出力電圧ｖｂは、ｖｂ１とｖｂ２を加算したものである。

界磁用コンバータ２４は、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２を直列接続したアームＡ１を含む。各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の両端には、各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の電流方向とは逆方向の電流が流れるようにダイオードが並列接続される。界磁用コンバータ２４のアームＡ１は、母線２８ａ、２８ｂ間に接続され、界磁巻線３４の一端はアームＡ１のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の間（中点ａｐ）に接続され、界磁巻線３４の他端は第１電池１５ａと第２電池１５ｂの間ｂｐ（第１電池１５ａの負極と、第２電池１５ｂの正極の間ｂｐ）に接続される。制御装置１２は、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン／オフを制御し、オン／オフ期間を変化させることにより、界磁巻線３４を流れる界磁電流ｉｆの方向と大きさを制御する。界磁電流ｉｆの電流経路には電流センサ４０が設けられている。電流センサ４０によって検出された界磁電流ｉｆの検出値（以下、界磁電流検出値ｉｆとも言う）は、制御装置１２に送信される。

インバータ２６は、三相インバータである。具体的には、インバータ２６は、母線２８ａ、２８ｂ間に接続されたＵ相アームＢ１、Ｖ相アームＢ２及びＷ相アームＢ３を含む。各アームＢ１、Ｂ２、Ｂ３には２つのスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂが直列に接続され、各スイッチング素子Ｓａ、Ｓｂの両端には、各スイッチング素子の電流方向とは逆方向の電流が流れるようにダイオードが並列接続される。電機子巻線３２は、Ｕ相電流が流れるＵ相巻線、Ｖ相電流が流れるＶ相巻線、及びＷ相電流が流れるＷ相巻線を含む。図１では、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線にそれぞれｕ、ｖ、ｗの符号を付している。制御装置１２は、インバータ２６の各スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、電機子巻線３２（三相巻線）の電流（三相電流）を制御する。なお、図１では、電機子巻線３２（三相巻線）の各相の巻線を簡略化して示して、各相で１つのみとしているが、実際には、各相で複数の巻線が直列に接続される。

Ｕ相巻線の一端は、Ｕ相アームＢ１のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂ間の中点に接続される。Ｖ相巻線の一端は、Ｖ相アームＢ２のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂ間の中点に接続される。Ｗ相巻線の一端は、Ｗ相アームＢ３のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂ間の中点に接続される。Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線の他端は、中性点Ｇで共通に接続される。

Ｕ相巻線に流れる電流ｉｕは、電流センサ３８ｕによって検出され、その検出値が制御装置１２へ送信され、Ｖ相巻線に流れる電流ｉｖは、電流センサ３８ｖによって検出され、その検出値が制御装置１２へ送信される。なお、三相巻線の各相の巻線は中性点Ｇで共通接続されているため、各相の巻線に流れる電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの総和がゼロになることから、制御装置１２は、Ｗ相巻線に流れる電流ｉｗを、検出値ｉｕ、ｉｖから取得することができる。

回転電動機３０には、回転角センサ３６（例えばレゾルバ）が設けられている。回転角センサ３６によって検出されたロータの回転角度位置（以下、回転角と言う）θｅは、制御装置１２へ送られる。

制御装置１２は、発生または入力されたトルク指令値に基づいて、界磁用コンバータ２４のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のゲート信号ＧＳ１、ＧＳ２と、インバータ２６のスイッチング素子のゲート信号ＧＩ（ここではインバータ２６の６個のスイッチング素子の各ゲート信号をまとめて符号ＧＩで示す）を生成する。なお、トルク指令値は、例えば、回転電動機システム１０が車両に搭載される場合にはアクセル開度及び車速から制御装置１２においてマップ参照等により導出される。なお、界磁用コンバータ２４、インバータ２６、及び制御装置１２を含むユニットは、パワー・コントロール・ユニット（ＰＣＵ）と呼ばれる。

図２は、制御装置１２のブロック構成図である。制御装置１２は、電流指令マップ６０と、複数の加算器６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅと、３つのＰＩ制御器（比例積分制御器とも言う）６４ａ、６４ｂ、６４ｃと、非干渉化制御器６６と、ｄｑ軸－３相変換器６８と、２つのＰＷＭ７０ａ、７０ｂを備える。ここで、電流指令マップ６０は、トルク指令値Ｔｒに対応付けられたｄｑ軸電流指令値ｉｄｒ、ｉｑｒ、界磁電流指令値ｉｆｒのマップである。

制御装置１２は、トルク指令値Ｔｒが与えられると、電流指令マップ６０を用いて、トルク指令値Ｔｒに対応するｄｑ軸電流指令値ｉｄｒ、ｉｑｒを取得する。ここで、制御装置１２は、予め、三相電流の検出値（ｗ相については取得値）ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、回転電動機３０（ロータ）の回転角θｅを用いてｄｑ軸電流検出値ｉｄ、ｉｑに変換しておく。そして、制御装置１２は、ｄ軸電流指令値ｉｄｒとｄ軸電流検出値ｉｄの誤差を加算器６２ａで算出し、この誤差をゼロに近づけるようにＰＩ制御器６４ａで比例積分制御を行って、ｄ軸電圧指令値ｖｄｒを設定する。同様に、制御装置１２は、ｑ軸電流指令値ｉｑｒとｑ軸電流検出値ｉｑの誤差を加算器６２ｃで算出し、この誤差をゼロに近づけるようにＰＩ制御器６４ｂで比例積分制御を行って、ｑ軸電圧指令値ｖｑｒを設定する。次に、回転電動機３０の巻線間の干渉による誤差を除去するように、非干渉化制御器６６と加算器６２ｂ、６２ｄを用いて、ｄｑ軸電圧指令値ｖｄｒ、ｖｑｒを調整する。そして、制御装置１２は、ｄｑ軸－３相変換器６８において、回転電動機３０（ロータ）の回転角θｅを用いてｄｑ軸電圧指令値ｖｄｒ、ｖｑｒを三相電圧指令値ｖｕｒ、ｖｖｒ、ｖｗｒに変換し、ＰＷＭ７０ａにおいて、三相電圧指令値ｖｕｒ、ｖｖｒ、ｖｗｒに基づいてインバータ２６の各スイッチング素子のゲート信号ＧＩを生成する。

また、制御装置１２は、トルク指令値Ｔｒが与えられると、電流指令マップ６０を用いて、トルク指令値Ｔｒに対応する界磁電流指令値ｉｆｒを取得する。そして、制御装置１２は、界磁電流指令値ｉｆｒと、界磁電流検出値ｉｆとの誤差を加算器６２ｅで算出し、この誤差をゼロに近づけるようにＰＩ制御器６４ｃで比例積分制御を行って、界磁電圧指令値ｖｆｒを設定する。そして、制御装置１２は、ＰＷＭ７０ｂにおいて、界磁電圧指令値ｖｆｒに基づいて界磁用コンバータ２４の各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のゲート信号ＧＳ１、ＧＳ２を生成する。

次に、界磁用コンバータ２４の各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン／オフと、界磁電流ｉｆとの関係について説明する。上記したように、界磁巻線３４の一端は、界磁用コンバータ２４のアームＡ１の中点ａｐに接続されており、界磁巻線３４の他端は、第１電池１５ａと第２電池１５ｂの間ｂｐに接続されている（図１参照）。スイッチング素子Ｓ１をオンにし、Ｓ２をオフにすると、ａｐ点は第１電池１５ａの正極に電気的に接続され、ｂｐ点は第１電池１５ａの負極に電気的に接続されているから、ａｐ点の電位はｂｐ点の電位に比べてｖｂ１だけ高くなり（ａｐ点の電位＞ｂｐ点の電位）、界磁巻線３４に第１電池１５ａの出力電圧ｖｂ１が印加される。界磁電流ｉｆはａｐ点からｂｐ点に向かって流れる。すなわち、界磁巻線３４に正電圧が印加され、界磁電流ｉｆは正方向（図１に示すｉｆの実線矢印で示す方向）に流れる。

一方、スイッチング素子Ｓ１をオフにし、Ｓ２をオンにすると、ａｐ点は第２電池１５ｂの負極に電気的に接続され、ｂｐ点は第２電池１５ｂの正極に電気的に接続されているから、ｂｐ点の電位はａｐ点の電位に比べてｖｂ２だけ高くなり（ｂｐ点の電位＞ａｐ点の電位）、界磁巻線３４に第２電池１５ｂの出力電圧ｖｂ２が印加される。界磁電流ｉｆはｂｐ点からａｐ点に向かって流れる。すなわち、界磁巻線３４に負電圧が印加され、界磁電流ｉｆは負方向（図１に示すｉｆの実線矢印で示す方向とは逆方向）に流れる。

制御装置１２は、界磁用コンバータ２４の各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のゲート信号ＧＳ１、ＧＳ２を用いて、Ｓ１がオンかつＳ２がオフの期間ｔ１と、Ｓ１がオフかつＳ２がオンの期間ｔ２との比ｄｆ（＝ｔ１／ｔ２、デューティ比ｄｆとも言う）を制御する。それにより、制御装置１２は、界磁電流ｉｆを０（Ａ）にしたり、界磁電流ｉｆの正方向及び負方向の電流の大きさを制御する。

ここで、図１に示すように、回転電動機システム１０は、第１電池１５ａの充電量と、第２電池１５ｂの充電量を均等化させるアクティブセルバランサ５０を備える。界磁用コンバータ２４のスイッチング素子Ｓ１をオンにしＳ２をオフにすると、界磁巻線３４には第１電池１５ａの電力が供給され、界磁用コンバータ２４のスイッチング素子Ｓ１をオフにしＳ２をオンにすると、界磁巻線３４には第２電池１５ｂの電力が供給される。従って、デューティ比ｄｆによっては、第１電池１５ａと第２電池１５ｂの電力消費に偏りが生じて、第１電池１５ａと第２電池１５ｂの充電量に差が生じる可能性がある。しかし、この場合であっても、アクティブセルバランサ５０を備えることで、第１電池１５ａと第２電池１５ｂの充電量を均等化させることができる。

以上説明した回転電動機システム１０によれば、界磁用コンバータ２４が２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のみを有するという簡素な構成でありながら、界磁巻線３４に正方向の電流（強め界磁電流とも言う）と負方向の電流（弱め界磁電流とも言う）の両方を流す制御が可能である。このように正負両方向に界磁電流ｉｆを流す制御が可能であることにより、トルク指令値の増加または減少時に、界磁電流ｉｆの電流応答性を高くすることができる。例えば、界磁電流ｉｆが正方向に比較的大きな電流値で流れている場合において、トルク指令値に従って界磁電流ｉｆを０（Ａ）まで低下させる際に、本実施形態によれば界磁電流ｉｆを負方向に流す制御が可能であるため、界磁電流ｉｆを短時間に０（Ａ）に変化させることができる。また、以上説明した回転電動機システム１０によれば、界磁用コンバータ２４が簡素な構成であるから、回転電動機システム１０、または、パワー・コントロール・ユニット（ＰＣＵ）のコスト面においても有利である。

ここで、従来技術の回転電動機システムについて簡単に説明し、その後、本実施形態の回転電動機システム１０と、従来技術の回転電動機システムとの動作の違いについて紹介する。

図７は、従来技術の回転電動機システム１１０の回路図である。この従来技術の回転電動機システム１１０も、界磁用コンバータ１２４を含み、界磁用コンバータ１２４は、母線２８ａ、２８ｂ間に接続された第１アームＡ１１及び第２アームＡ１２を含む。第１アームＡ１１は、スイッチング素子Ｓ１１及びＳ１２が直列に接続されて構成され、第２アームＡ１２は、スイッチング素子Ｓ１３及びＳ１４が直列に接続されて構成される。界磁巻線３４の一端は第１アームＡ１１の中点ａｐに接続され、界磁巻線３４の他端は第２アームＡ１２の中点ｂｐに接続される。この従来技術の回転電動機システム１１０は、界磁巻線３４に正負両方向の電流を流すことができるが、界磁用コンバータ１２４のスイッチング素子が４つもある。なお、この従来技術の界磁用コンバータ１２４を、以降、Ｈアームコンバータとも言う。

また、図８は、従来技術の別の回転電動機システム２１０の回路図である。この従来技術の回転電動機システム２１０も、界磁用コンバータ２２４を含み、界磁用コンバータ２２４は、母線２８ａ、２８ｂ間に接続されたアームＡ２１を含む。アームＡ２１は、スイッチング素子Ｓ２１及びＳ２２が直列に接続されて構成される。界磁巻線３４の一端はアームＡ２１の中点ａｐに接続され、界磁巻線３４の他端は片側の母線２８ｂ（ｂｐ点）に接続にされる。この従来技術の回転電動機システム２１０は、界磁用コンバータ２２４が２つのスイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２２により構成されるが、界磁用コンバータ１２４のａｐ点は、ｂｐ点と同じ又は高い電位しか出力できない（ｂｐ点は、ａｐ点と同じ又は低い電位しか出力できない）ので、界磁巻線３４に正方向の電流しか流すことができない。なお、この従来技術の界磁用コンバータ２２４を、以降、１アームコンバータとも言う。

図３は、本実施形態の回転電動機システム１０のトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図である。図３の３つのグラフにおいて、破線が指令値を、実線がセンサ検出値を示しており、横軸は各グラフ共通の時間軸である。図３において、上段のグラフにはトルク指令値（破線）とトルク検出値（実線）の時間変化が、中段のグラフには界磁電流指令値（破線）と界磁電流検出値（実線）の時間変化が、下段のグラフには界磁電圧検出値（実線）の時間変化が示されている。なお、界磁電圧とは、界磁巻線３４に印加される電圧である。図３には、トルク指令値を０から所定値まで上げ、トルク指令値を所定値でしばらく維持した後、トルク指令値を再び０に戻した時の各値が示されている。また、図４は、従来技術のＨアームコンバータを含む回転電動機システム１１０のトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図であり、図３のグラフに対応するものが示されている。また、図５は、従来技術の１アームコンバータを含む回転電動機システム２１０のトルク指令値に対する各センサ検出値を示す図であり、図３のグラフに対応するものが示されている。

図３（本実施形態）と図４（従来技術のＨアームコンバータの場合）の各検出値を比較すると、本実施形態のトルク、界磁電流の応答性は、従来技術のＨアームコンバータの場合のトルク、界磁電流の応答性に近いことが分かる。すなわち、本実施形態によれば、従来技術のＨアームコンバータよりスイッチング素子の個数が少ないにもかかわらず、Ｈアームコンバータの場合のトルク、界磁電流と同様の応答性が得られている。

また、図３（本実施形態）と図５（従来技術の１アームコンバータの場合）の各検出値を比較すると、本実施形態は、従来技術の１アームコンバータの場合に比べて、トルク指令値を所定値から０に変化させた時のトルク、界磁電流の応答性が優れていることが分かる。特に、従来技術の１アームコンバータの場合は、界磁巻線３４に正方向の電圧しか印加できないため、図５に示すように界磁電流の応答性が悪いことが分かる。

以上から分かるように、本実施形態の回転電動機システム１０は、回路構成が簡素で、界磁巻線３４に正負両方向の界磁電流ｉｆを流せるという２つの利点を兼ね備えている点で、従来技術の回転電動機システム１１０、２１０（図７、図８）に比べて有利である。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。以上説明した実施形態では、電池群１６の電圧ｖｂが直接、一対の母線２８ａ、２８ｂに印加されていた。しかし、電池群１６の電圧ｖｂが昇圧され、電圧ｖｂよりも高い電圧ｖｃが一対の母線２８ａ、２８ｂに印加されてもよい。図６は、その場合の回転電動機システム９０の回路図である。図６の回転電動機システム９０と図１の回転電動機システム１０の違いは、図６の回転電動機システム９０では、電池群１６と界磁用コンバータ２４の間に昇圧コンバータ１８が配置されている点である。昇圧コンバータ１８は、２つのスイッチング素子Ｓｕ１、Ｓｕ２を直列接続したアームＡ０と、リアクトル２０を含む。各スイッチング素子Ｓｕ１、Ｓｕ２の両端には、ダイオードが並列接続される。昇圧コンバータ１８のアームＡ０は、母線２８ａ、２８ｂ間に接続され、リアクトル２０の一端は、アームＡ０の中点に接続され、リアクトル２０の他端は電池群１６の正側に接続にされる。制御装置１２は、ゲート信号ＧＳｕ１、ＧＳｕ２を用いて昇圧コンバータ１８の各スイッチング素子Ｓｕ１、Ｓｕ２のオン／オフを制御することにより、電池群１６の出力電圧ｖｂを昇圧し、母線２８ａ、２８ｂ間に電圧ｖｃを印加する。なお、電圧ｖｂに対する電圧ｖｃの割合（昇圧比）は、スイッチング素子Ｓｕ１、Ｓｕ２のオン／オフ期間によって変化する。この構成によれば、電池群１６の出力電圧ｖｂよりも高い電圧ｖｃを、インバータ２６に印加することができる。また、この構成においても、図１の回転電動機システム１０と同様に、界磁巻線３４に正負両方向の電流を流すことができる。

なお、以上説明した各実施形態では、第１電池１５ａが含む電池セル１４の数と、第２電池１５ｂが含む電池セル１４の数が、同じであった。しかし、第１電池１５ａが含む電池セル１４の数と、第２電池１５ｂが含む電池セル１４の数を、異ならせてもよい。また、以上説明した各実施形態では、第１電池１５ａの出力電圧ｖｂ１と、第２電池１５ｂの出力電圧ｖｂ２を同じ電圧、または、ほぼ同じ電圧としたが、ｖｂ１とｖｂ２を異なる電圧としてもよい。また、以上説明した各実施形態では、回転電動機システム１０、９０がアクティブセルバランサ５０を備えるものとしたが、アクティブセルバランサ５０は、必須の構成ではなく、省いてもよい。

１０，９０，１１０，２１０回転電動機システム、１２制御装置、１４電池セル、１５a 第１電池、１５ｂ第２電池、１６電池群、１７，２２コンデンサ、１８昇圧コンバータ、２０リアクトル、２４，１２４，２２４界磁用コンバータ、２６インバータ、２８ａ，２８ｂ母線、３０回転電動機、３２電機子巻線（三相巻線）、３４界磁巻線、３６回転角センサ、３８ｕ，３８ｖ，４０電流センサ、５０アクティブセルバランサ、６０電流指令マップ、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６０ｅ加算器、６４ａ，６４ｂ，６４ｃＰＩ制御器、６６非干渉化制御器、６８ｄｑ軸－３相変換器、７０ａ，７０ｂＰＷＭ、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｕ１，Ｓｕ２スイッチング素子、Ａ１，Ａ２１アーム、Ａ１１第１アーム、Ａ１２第２アーム、Ｂ１Ｕ相アーム、Ｂ２Ｖ相アーム、Ｂ３Ｗ相アーム。

Claims

回転磁界を発生させる電機子巻線と界磁磁束を発生させる界磁巻線を含む回転電動機と、
第１電池と第２電池が直列接続されて構成される電池群と、
前記電池群の電圧が直接または昇圧されて印加される一対の母線と、
前記母線間に接続され、前記電機子巻線に電流を流すインバータと、
前記母線間に接続され、前記界磁巻線に電流を流す界磁用コンバータと、
前記インバータおよび前記界磁用コンバータを制御する制御装置と、を備え、
前記界磁用コンバータは、前記母線間に接続されたアームを含み、前記アームは前記制御装置により制御される２つのスイッチング素子を直列接続して構成され、
前記界磁巻線の一端は前記界磁用コンバータの前記アームの２つのスイッチング素子の間に接続され、前記界磁巻線の他端は前記第１電池と前記第２電池の間に接続される、
ことを特徴とする回転電動機システム。
請求項１に記載の回転電動機システムであって、
前記第１電池は、１つまたは複数の電池セルを含み、前記第２電池も、１つまたは複数の電池セルを含み、
前記第１電池が含む電池セルの数と、前記第２電池が含む電池セルの数は同じである、
ことを特徴とする回転電動機システム。
請求項１または２に記載の回転電動機システムであって、
前記第１電池の充電量と、前記第２電池の充電量を均等化させるアクティブセルバランサをさらに備える、
ことを特徴とする回転電動機システム。