JP7292527B2 - 電力変換装置および駆動制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、電力変換装置および駆動制御装置に関する。

車両に搭載される電力変換装置には、内燃機関に駆動されて発電する発電機から供給された電力を負荷に供給するための電力に変換して、変換した電力を負荷に供給するものがある。この種の電力変換装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される電力変換装置は、内燃機関に駆動されて発電する発電機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、コンバータの出力を交流電力に変換して誘導電動機に供給するインバータと、を備える。誘導電動機がインバータから供給される電力によって駆動されることで、車両の推進力が得られる。

特開２０１４－８７１１６号公報

発電機の出力トルクを目標トルクに一致させるために、発電機の励磁電流およびトルク電流が制御される。具体的には、制御部は、発電機の出力トルクを目標トルクに一致させるための励磁電流指令値およびトルク電流指令値を算出し、励磁電流指令値およびトルク電流指令値に基づいてコンバータを制御する。この結果、発電機の出力トルクが制御される。

この場合、励磁電流指令値の絶対値は、発電機の最大トルクに応じた一定の値に維持される。特許文献１に開示される電力変換装置が搭載される車両が惰性で走行している場合、発電機の目標トルクは最大トルクに比べて小さいため、発電機の負荷は小さい。発電機の負荷が小さい場合に、上述したように励磁電流指令値の絶対値が発電機の最大トルクに応じた一定の値に維持されていると、発電機の効率は、発電機の負荷が大きい場合に比べて低い。

本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、発電機の効率を向上させることが可能な電力変換装置および駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の電力変換装置は、電力変換部と、目標トルク算出部と、電力変換制御部と、を備える。電力変換部は、励磁された状態で動力源に駆動されて発電する発電機に対して励磁電力を供給し、発電機が発電した電力を負荷に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷に供給する。目標トルク算出部は、負荷の稼働状況に応じて発電機の目標トルクを算出する。電力変換制御部は、発電機が発電している間は、発電機の出力トルクを目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出し、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づいて電力変換部を制御する。発電機が発電している間に電力変換制御部が算出するトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。電力変換部は、電力変換制御部に制御されて、発電機から一次端子を介して供給される電力を直流電力に変換して、変換した直流電力を二次端子から出力する第１電力変換部を有する。目標トルク算出部は、負荷の稼動状況を示す値として第１電力変換部の出力電力を用いて、目標トルクを算出する。

本開示によれば、発電機が発電している間に電力変換制御部が算出するトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。これにより、発電機の効率を向上させることが可能となる。

実施の形態１に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る電力変換装置のハードウェア構成図 実施の形態１に係る駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートであって、（Ａ）は始動指令信号、（Ｂ）は運転指令信号、（Ｃ）は動力源回転数、（Ｄ）はフィルタコンデンサの端子間電圧、（Ｅ）は励磁電流指令値、（Ｆ）はトルク電流指令値を示すタイミングチャート 実施の形態１に係る電力変換装置が行う発電機の初期励磁処理の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る電力変換装置が行う発電機の制御処理の動作を示すフローチャート 実施の形態２に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートであって、（Ａ）は始動指令信号、（Ｂ）は運転指令信号、（Ｃ）は動力源回転数、（Ｄ）はフィルタコンデンサの端子間電圧、（Ｅ）は励磁電流指令値、（Ｆ）はトルク電流指令値を示すタイミングチャート 実施の形態２に係る電力変換装置が行う発電機の制御処理の動作を示すフローチャート 実施の形態３に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態３に係る電力変換装置が行う発電機の制御処理の動作を示すフローチャート

以下、本開示の実施の形態に係る電力変換装置および駆動制御装置について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
鉄道車両に搭載され、鉄道車両を駆動する駆動制御装置を例に、実施の形態１に係る駆動制御装置１について説明する。図１に示すように、駆動制御装置１は、動力源１１と、動力源１１を制御する動力源制御部１２と、動力源１１の回転数を検出する速度センサ１３と、を備える。駆動制御装置１はさらに、励磁された状態で動力源１１に駆動されて発電する発電機１４と、発電機１４で発電された電力を負荷５１に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷５１に供給する電力変換装置２０と、を備える。負荷５１は、例えば、電力変換装置２０が出力する電力で駆動され、鉄道車両の推進力を生じさせる三相誘導電動機である。図１において、各種の信号を点線の矢印で示す。

電力変換装置２０は、発電機１４で発電された電力を負荷５１に供給するための電力に変換する電力変換部２１と、負荷５１の稼働状況に応じて発電機１４の目標トルクを算出する目標トルク算出部２２と、を備える。電力変換装置２０はさらに、発電機１４の出力トルクを目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出し、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づいて電力変換部２１を制御する電力変換制御部２３を備える。電力変換制御部２３がトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御によって、電力変換部２１を制御することで、発電機１４の出力トルクが制御される。

発電機１４が発電している間に電力変換制御部２３が算出するトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有する。この結果、負荷５１の稼働状況に応じて、発電機１４のトルク電流および励磁電流の絶対値は共に変化する。これにより、例えば、負荷５１の消費電力が小さくなり、発電機１４の負荷が小さくなれば、発電機１４の電流実効値も小さくなり、発電機１４の効率が向上する。

電力変換装置２０はさらに、発電機１４が発電していない間に発電機１４を励磁するための電力を電力変換部２１に供給する蓄電装置２４と、蓄電装置２４を電力変換部２１に電気的に接続、または電力変換部２１から電気的に切り離す接触器ＭＣ１と、接触器ＭＣ１を制御する接触器制御部２５と、を備えることが好ましい。

電力変換装置２０はさらに、発電機１４と電力変換部２１との間の回路を流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの相電流の値を測定する電流測定部ＣＴ１と、電力変換部２１から負荷５１に流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの相電流の値を測定する電流測定部ＣＴ２と、電力変換部２１が有する後述のフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧の値を測定する電圧測定部ＶＴ１と、負荷５１の回転数を測定する速度センサ２６と、を備える。

駆動制御装置１の各部の詳細について以下に説明する。
動力源１１は、動力を発生させる機構である。一例として、動力源１１は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関である。実施の形態１では、動力源１１は、セルモータを有する内燃機関である。動力源１１の出力軸は、発電機１４の入力軸に接続されている。これにより、動力源１１の出力軸の回転が、発電機１４に伝達される。

動力源制御部１２には、図示しない運転台に設けられた始動スイッチから始動指令信号Ｓ１が供給され、運転台に設けられたマスターコントローラから運転指令信号Ｓ２が供給される。始動指令信号Ｓ１は、動力源１１の始動を指示する信号である。動力源１１を停止させておく場合、始動指令信号Ｓ１はＬ（Low）レベルに設定され、動力源１１を始動する場合、始動指令信号Ｓ１はＨ（High）レベルに設定される。運転指令信号Ｓ２は、鉄道車両の加速度を指示する力行ノッチ、鉄道車両の減速度を指示するブレーキノッチ等を含む信号である。

動力源制御部１２は、始動指令信号Ｓ１がＨレベルになると、動力源１１を始動する。詳細には、動力源制御部１２は、始動指令信号Ｓ１がＨレベルになると、セルモータに制御信号を送り、セルモータを始動させる。セルモータの回転力が動力源１１に伝達されると、動力源１１が始動する。
動力源１１の始動後、動力源制御部１２は、運転指令信号Ｓ２が示す力行ノッチ、ブレーキノッチ等に対応する目標回転数に基づき、速度センサ１３から取得した動力源１１の実回転数を目標回転数に近づける制御を行う。なお動力源制御部１２は、各力行ノッチ、各ブレーキノッチ等に対応する目標回転数の値を予め保持している。

速度センサ１３は、動力源１１に取り付けられたＰＧ（Pulse Generator：パルスジェネレーター）を有する。ＰＧが出力するパルス信号に基づいて、速度センサ１３は、動力源１１の回転数を算出し、動力源１１の回転数を示す信号を出力する。具体的には、速度センサ１３は、測定時間ごとにパルス信号の立ち上がりをカウントし、測定時間においてカウントされた立ち上がりの回数から動力源１１の回転数を算出する。

発電機１４は誘導発電機であり、発電機１４の入力軸は、動力源１１の出力軸に連結されている。発電機１４は、電力変換装置２０から励磁電力の供給を受けて励磁された状態で、動力源１１に駆動されると、交流電力を発電し、発電した交流電力を電力変換装置２０に出力する。

発電機１４から電力の供給を受ける電力変換装置２０の各部の詳細について以下に説明する。
電力変換部２１は、一次端子を介して発電機１４から供給される交流電力を直流電力に変換する第１電力変換部３１と、第１電力変換部３１の二次端子の間に接続されるフィルタコンデンサＦＣ１と、フィルタコンデンサＦＣ１を介して第１電力変換部３１から供給される直流電力を負荷５１に供給するための三相交流電力に変換し、三相交流電力を負荷５１に供給する第２電力変換部３２と、を有する。

第１電力変換部３１は、複数のスイッチング素子を有し、双方向の電力変換が可能なコンバータである。第１電力変換部３１が有する複数のスイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であって、電力変換制御部２３から送られるスイッチング制御信号Ｓ３によってオン・オフが切り替えられる。この結果、第１電力変換部３１は、発電機１４から供給される交流電力を直流電力に変換し、または、フィルタコンデンサＦＣ１から供給される直流電力を交流電力に変換する。

フィルタコンデンサＦＣ１は、第１電力変換部３１から供給される電力、または、蓄電装置２４から供給される電力で充電される。

第２電力変換部３２は、フィルタコンデンサＦＣ１を介して第１電力変換部３１から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を負荷５１に供給する。例えば、第２電力変換部３２は、複数のスイッチング素子を有する可変周波数インバータであり、図示しないインバータ制御部によって制御される。

目標トルク算出部２２は、負荷５１の稼働状況に応じて発電機１４の目標トルクを算出する。実施の形態１では、目標トルク算出部２２は、負荷５１の稼働状況を示す値として、電力変換部２１の出力電力、具体的には、第２電力変換部３２の出力電力を用いる。詳細には、目標トルク算出部２２は、電流測定部ＣＴ２から取得した相電流の測定値から、負荷５１である三相誘導電動機のトルクを算出する。そして、目標トルク算出部２２は、算出した三相誘導電動機のトルクに、速度センサ２６から取得した負荷５１の回転数を乗算して第２電力変換部３２の出力電力を算出する。さらに、目標トルク算出部２２は、算出した第２電力変換部３２の出力電力を、速度センサ１３から取得した動力源１１の回転数で除算して、発電機１４の目標トルクを算出する。

電力変換制御部２３には、始動指令信号Ｓ１が供給される。また電力変換制御部２３は、電流測定部ＣＴ１から、発電機１４と電力変換部２１との間に流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの相電流の値を取得する。さらに電力変換制御部２３は、電圧測定部ＶＴ１から、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧を取得する。また電力変換制御部２３は、目標トルク算出部２２から発電機１４の目標トルクを取得する。

電力変換制御部２３は、第１電力変換部３１の複数のスイッチング素子のオン・オフのタイミングを制御するスイッチング制御信号Ｓ３を出力し、第１電力変換部３１を制御する。詳細には、電力変換制御部２３は、第１電力変換部３１を、蓄電装置２４の放電電力で充電されたフィルタコンデンサＦＣ１から供給される直流電力を交流電力に変換するＤＣ（Direct Current：直流）－ＡＣ（Alternating Current：交流）コンバータ、または、発電機１４から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータとして動作させる。

具体的には、電力変換制御部２３は、発電機１４の初期励磁を行う際は、初期励磁を行うための励磁電流指令値を算出する。初期励磁を行う際は、トルク電流指令値は０に設定される。そして、電力変換制御部２３は、初期励磁を行うための励磁電流指令値に基づいて第１電力変換部３１を制御する。この結果、第１電力変換部３１は、蓄電装置２４の放電電力で充電されたフィルタコンデンサＦＣ１から供給される直流電力を交流電力に変換して、発電機１４に供給する。これにより、発電機１４の初期励磁が行われ、発電機１４が発電を開始する。

また電力変換制御部２３は、発電機１４が発電している間は、発電機１４の出力トルクを目標トルク算出部２２で算出された目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する。そして、電力変換制御部２３は、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づいて、第１電力変換部３１を制御する。上述したように電力変換制御部２３がトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御によって第１電力変換部３１を制御することで、発電機１４の出力トルクが制御される。

発電機１４が発電している間に電力変換制御部２３で算出されるトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。換言すれば、トルク電流指令値の絶対値が減少すれば、励磁電流指令値の絶対値は減少する。またトルク電流指令値の絶対値が増大すれば、励磁電流指令値の絶対値は増大する。励磁電流指令値の絶対値は、トルク電流指令値の絶対値以上であることが好ましい。

発電機１４が発電している間に電力変換制御部２３で算出されるトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、一致するとみなせることが好ましい。詳細には、電力変換制御部２３は、発電機１４の出力トルクを目標トルク算出部２２で算出された目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値を算出し、絶対値がトルク電流指令値の絶対値に一致するとみなせる励磁電流指令値を算出することが好ましい。

蓄電装置２４は、二次電池を有し、フィルタコンデンサＦＣ１に並列に接続される。蓄電装置２４が放電する電力でフィルタコンデンサＦＣ１を充電することで、発電機１４の初期励磁を行うことが可能となる。

接触器ＭＣ１は、蓄電装置２４と第１電力変換部３１との間に設けられる。具体的には、接触器ＭＣ１の一端は、蓄電装置２４の端子に接続され、他端は、第１電力変換部３１の二次端子と第２電力変換部３２の一次端子の接続点に接続される。例えば、接触器ＭＣ１は、直流電磁接触器である。

接触器制御部２５は、接触器ＭＣ１を制御する。具体的には、接触器制御部２５は、接触器ＭＣ１を投入または開放するための接触器制御信号Ｓ４を接触器ＭＣ１に送る。接触器制御部２５が接触器ＭＣ１を投入すると、接触器ＭＣ１の一端と他端は電気的に接続され、蓄電装置２４と電力変換部２１とが電気的に接続される。また接触器制御部２５が接触器ＭＣ１を開放すると、接触器ＭＣ１の一端と他端は絶縁され、蓄電装置２４と電力変換部２１とは電気的に切り離される。

速度センサ２６は、負荷５１に取り付けられたＰＧを有する。負荷５１に取り付けられたＰＧが出力するパルス信号に基づいて、速度センサ２６は、負荷５１の回転数を算出し、負荷５１の回転数を示す信号を出力する。具体的には、速度センサ２６は、測定時間ごとにパルス信号の立ち上がりをカウントし、測定時間においてカウントされた立ち上がりの回数から負荷５１の回転数を算出する。

上記構成を有する電力変換装置２０の制御部分、具体的には、目標トルク算出部２２、電力変換制御部２３、接触器制御部２５は、図２に示すように、プロセッサ６１と、メモリ６２と、インターフェース６３とで実現される。プロセッサ６１、メモリ６２、およびインターフェース６３は互いにバス６０で接続されている。プロセッサ６１は、バス６０およびインターフェース６３を介して、電力変換装置２０の内外のセンサ群、具体的には、電流測定部ＣＴ１，ＣＴ２、電圧測定部ＶＴ１、および速度センサ１３，２６のそれぞれに接続されている。目標トルク算出部２２、電力変換制御部２３、接触器制御部２５のそれぞれの演算処理は、プロセッサ６１がメモリ６２に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。

インターフェース６３は、電力変換装置２０の制御部分と電力変換装置２０の内外のセンサ群とを接続し、通信を確立させるためのものであり、必要に応じて複数の種類のインターフェース規格に準拠する。図２では、電力変換装置２０の制御部分がプロセッサ６１およびメモリ６２をそれぞれ１つ有する例を示しているが、電力変換装置２０の制御部分は、複数のプロセッサ６１および複数のメモリ６２を備えてもよい。

上記構成を有する駆動制御装置１の動作について、図３（Ａ）～（Ｆ）のタイミングチャートを参照し、動力源１１が時刻Ｔ１で始動する場合を例にして説明する。
時刻Ｔ１までの間、すなわち、動力源１１の停止時は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、始動指令信号Ｓ１はＬレベルであり、運転指令信号Ｓ２は、ブレーキノッチＢ１を示す。図３（Ｃ）に示すように、動力源１１の停止時の回転数をＲＰＭ０とする。動力源１１の停止時にフィルタコンデンサＦＣ１は放電された状態であって、図３（Ｄ）に示すように、放電された状態のフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧をＥＦＣ０とする。

動力源１１の停止時には、発電機１４は停止している。励磁電流指令値の絶対値を示す図３（Ｅ）およびトルク電流指令値の絶対値を示す図３（Ｆ）に示すように、発電機１４が停止している際の励磁電流指令値の絶対値をＩｄ０、トルク電流指令値の絶対値をＩｑ０とする。

図３（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１において始動指令信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルになると、動力源制御部１２は動力源１１を始動し、図３（Ｃ）に示すように、動力源１１の回転数が回転数ＲＰＭ０から上昇し始める。その後、動力源１１の回転数は回転数ＲＰＭ１に到達する。なお回転数ＲＰＭ１は、動力源１１が始動されていて、運転指令信号Ｓ２がブレーキノッチＢ１を示している状態での動力源１１の回転数である。

始動指令信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルになると、接触器制御部２５は接触器ＭＣ１を投入する。この結果、図３（Ｄ）に示すように、時刻Ｔ１においてフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧は、電圧ＥＦＣ０から上昇し始める。その後、時刻Ｔ２において、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧がＥＦＣ１に到達すると、電力変換装置２０が発電機１４の初期励磁を行うことが可能となる。電圧ＥＦＣ１は、発電機１４の初期励磁を行うことが可能な程度にフィルタコンデンサＦＣ１が充電された場合のフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧である。時刻Ｔ２において、接触器制御部２５は、接触器ＭＣ１を開放する。これにより、蓄電装置２４と電力変換部２１は電気的に切り離される。

電力変換装置２０が行う発電機１４の初期励磁について、図４を用いて説明する。電力変換装置２０が有する電力変換制御部２３は、始動指令信号Ｓ１が動力源１１の始動を指示するＨレベルでない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理を繰り返す。一方、電力変換制御部２３は、始動指令信号Ｓ１が動力源１１の始動を指示するＨレベルである場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、具体的には、図３の時刻Ｔ１以降において、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧を取得し、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧が電圧ＥＦＣ１以上であるか否かを判別する。

そして、電力変換制御部２３は、図４に示すように、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧が電圧ＥＦＣ１に到達していない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、具体的には、図３の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、ステップＳ１２の処理を繰り返す。一方、電力変換制御部２３は、図４に示すように、フィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧が電圧ＥＦＣ１以上である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、初期励磁を行うための励磁電流指令値を算出する（ステップＳ１３）。そして、電力変換制御部２３は、初期励磁を行うための励磁電流指令値に基づいて第１電力変換部３１を制御する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理が終了すると、電力変換装置２０は、発電機１４の初期励磁の処理を終了する。

上述したように、電力変換制御部２３が発電機１４の初期励磁の処理を行う際には、図３（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ２から、励磁電流指令値の絶対値は徐々に大きくなる。その後、時刻Ｔ３において、励磁電流指令値の絶対値は絶対値Ｉｄ１に到達する。励磁電流指令値の絶対値が絶対値Ｉｄ１に到達すると、発電機１４の初期励磁が完了し、発電機１４が発電を開始する。

その後、マスターコントローラから力行ノッチＮ２が入力され、運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ２を示す。このタイミングを時刻Ｔ４とする。時刻Ｔ４以降、動力源制御部１２は、動力源１１を制御して、動力源１１の回転数を力行ノッチＮ２に対応する回転数ＲＰＭ３に近づける。動力源１１の回転数の上昇に伴って、発電機１４の回転数も上昇し、発電機１４の出力トルクも上昇する。

時刻Ｔ４で力行ノッチＮ２が入力されると、インバータ制御部が第２電力変換部３２の制御を開始する。この結果、第２電力変換部３２は、発電機１４で発電され、第１電力変換部３１で変換され、フィルタコンデンサＦＣ１を介して一次端子から供給される直流電力を負荷５１に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷５１に供給する。換言すれば、時刻Ｔ４以降、第２電力変換部３２の出力電力が増大する。

電力変換装置２０は、負荷５１の稼働状況、具体的には、第２電力変換部３２の出力電力に基づいて算出した目標トルクに応じて発電機１４を制御する。電力変換装置２０が行う発電機１４の制御について図５を用いて説明する。電力変換装置２０は、例えば、発電機１４の初期励磁が完了すると、図５の制御処理を開始する。

目標トルク算出部２２は、電流測定部ＣＴ２から取得した相電流の測定値から、負荷５１である三相誘導電動機のトルクを算出する。そして、目標トルク算出部２２は、算出した三相誘導電動機のトルクに、速度センサ２６から取得した負荷５１の回転数を乗算して第２電力変換部３２の出力電力を算出する（ステップＳ２１）。

次に、目標トルク算出部２２は、ステップＳ２１で算出された第２電力変換部３２の出力電力を、速度センサ１３から取得した動力源１１の回転数で除算して、発電機１４の目標トルクを算出する（ステップＳ２２）。

電力変換制御部２３は、発電機１４の出力トルクを、ステップＳ２２で算出された目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する（ステップＳ２３）。そして、電力変換制御部２３は、ステップＳ２３で算出されたトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御によって第１電力変換部３１を制御する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理が完了すると、電力変換装置２０の各部はステップＳ２１から上述の処理を繰り返す。

上述したように、図３の時刻Ｔ４においてマスターコントローラから力行ノッチＮ２が入力されると、第２電力変換部３２の出力電力が増大し、図５に示す電力変換装置２０による発電機１４の制御処理の結果、図３（Ｆ）に示すように、トルク電流指令値の絶対値は増大する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ０から絶対値Ｉｑ２まで増大する。また励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図３（Ｅ）に示すように、励磁電流指令値の絶対値も増大する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ１から絶対値Ｉｄ３まで増大する。なお絶対値Ｉｄ３は、絶対値Ｉｑ２に一致することが好ましい。

その後、マスターコントローラから力行ノッチＮ１が入力されると、運転指令信号Ｓ２は、力行ノッチＮ１を示す。このタイミングを時刻Ｔ５とする。力行ノッチＮ１が示す加速度は、力行ノッチＮ２が示す加速度よりも小さいものとする。

時刻Ｔ５以降、動力源制御部１２は、動力源１１を制御して、動力源１１の回転数を力行ノッチＮ１に対応する回転数ＲＰＭ２に近づける。運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ１を示す場合の第２電力変換部３２の出力電力は、運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ２を示す場合の第２電力変換部３２の出力電力より小さくなる。換言すれば、時刻Ｔ５以降、第２電力変換部３２の出力電力が減少する。

電力変換装置２０は、時刻Ｔ５以降も、図５に示す発電機１４の制御処理を繰り返す。運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ１を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクは、運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ２を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクより小さい。このため、図３（Ｆ）に示すように、時刻Ｔ５以降、トルク電流指令値の絶対値は減少する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ２から絶対値Ｉｑ１まで減少する。励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図３（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ５以降、励磁電流指令値の絶対値も減少する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ３から絶対値Ｉｄ２まで減少する。

上述したように、発電機１４が発電している間、具体的には、図３の時刻Ｔ３以降、負荷５１の稼働状況に応じて、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、共に変化する。

以上説明した通り、実施の形態１に係る電力変換装置２０は、発電機１４が発電している間は、負荷５１の稼働状況に応じて発電機１４の目標トルクを算出し、目標トルクに応じてトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する。そして、電力変換装置２０は、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御を行うことで、発電機１４の出力トルクを制御する。

発電機１４が発電している間に算出されるトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。このため、負荷５１の稼働状況、具体的には、第２電力変換部３２の出力電力に応じて、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は共に変化する。このため、励磁電流指令値を一定に維持してベクトル制御を行う場合と比べて、発電機１４の効率が高くなる。例えば、負荷５１での消費電力が小さくなる、換言すれば、発電機１４の負荷が低くなると、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、小さくなる。このため、発電機１４の電流実効値が小さくなることで、発電機１４の効率が向上する。

さらに、電力変換装置２０が、目標トルクに応じてトルク電流指令値を算出し、絶対値がトルク電流指令値の絶対値に一致するとみなせる励磁電流指令値を算出する場合、無効電流が減少するため、発電機１４の力率が向上する。

（実施の形態２）
駆動制御装置は、複数の負荷に電力を供給してもよい。負荷５１，５２に電力を供給する駆動制御装置２について実施の形態２で説明する。

図６に示す駆動制御装置２は、発電機１４で発電された電力を負荷５１，５２に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷５１，５２に供給する電力変換装置３０を備える。負荷５２は、例えば、照明機器、空調機器等の車載機器である。実施の形態２では、負荷５２は、電力変換装置３０から三相交流電力を供給され、作動する。

電力変換装置３０の構成について、実施の形態１に係る電力変換装置２０と異なる点を中心に以下に説明する。
電力変換装置３０は、発電機１４で発電された電力を負荷５１に供給するための電力に変換する電力変換部２７を備える。さらに、電力変換装置３０は、電力変換部２７と負荷５２との間の回路を流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの相電流の値を測定する電流測定部ＣＴ３と、電力変換部２７から負荷５２に供給される三相交流電力の線間電圧を測定する電圧測定部ＶＴ２と、を備える。

電力変換部２７は、実施の形態１に係る電力変換部２１の構成に加えて、フィルタコンデンサＦＣ１を介して第１電力変換部３１から供給される直流電力を負荷５２に供給するための三相交流電力に変換し、三相交流電力を負荷５２に供給する第２電力変換部３３をさらに備える。

第２電力変換部３３は、フィルタコンデンサＦＣ１を介して第１電力変換部３１から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、負荷５２に供給する。例えば、第２電力変換部３３は、複数のスイッチング素子を有する定電圧定周波数インバータであり、図示しないインバータ制御部によって制御される。

目標トルク算出部２２は、実施の形態１と同様に、電流測定部ＣＴ２から取得した相電流の測定値から負荷５１のトルクを算出し、算出した負荷５１のトルクに、速度センサ２６から取得した負荷５１の回転数を乗算して第２電力変換部３２の出力電力を算出する。また目標トルク算出部２２は、電圧測定部ＶＴ２から取得した線間電圧から、第２電力変換部３３が出力する三相交流電力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの相電圧を算出する。そして、目標トルク算出部２２は、算出したＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの相電圧および電流測定部ＣＴ３から取得したＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの相電流から、第２電力変換部３３の出力電力を算出する。

そして、目標トルク算出部２２は、算出した第２電力変換部３２の出力電力と算出した第２電力変換部３３の出力電力を合算し、合算値を速度センサ１３から取得した動力源１１の回転数で除算して、発電機１４の目標トルクを算出する。

上記構成を有する電力変換装置３０の制御部分、具体的には、目標トルク算出部２２、電力変換制御部２３、および接触器制御部２５は、実施の形態１と同様のハードウェア構成で実現される。

上記構成を有する駆動制御装置２の動作について、図７（Ａ）～（Ｆ）のタイミングチャートを参照し、動力源が時刻Ｔ１１で始動する場合を例にして説明する。
実施の形態１と同様に、時刻Ｔ１１までの間、すなわち、動力源１１の停止時は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、始動指令信号Ｓ１はＬレベルであり、運転指令信号Ｓ２は、ブレーキノッチＢ１を示す。図７（Ｃ）に示すように、動力源１１の停止時の回転数をＲＰＭ０とする。動力源１１の停止時にフィルタコンデンサＦＣ１は放電された状態であって、図７（Ｄ）に示すように、放電された状態のフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧をＥＦＣ０とする。

動力源１１の停止時には、発電機１４は停止している。励磁電流指令値の絶対値を示す図７（Ｅ）およびトルク電流指令値の絶対値を示す図７（Ｆ）に示すように、発電機１４が停止している際の励磁電流指令値の絶対値をＩｄ０、トルク電流指令値の絶対値をＩｑ０とする。

実施の形態１と同様に、図７（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１１において始動指令信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルになると、動力源制御部１２は動力源１１を始動し、図７（Ｃ）に示すように、動力源１１の回転数が回転数ＲＰＭ０から上昇し始める。その後、動力源１１の回転数は回転数ＲＰＭ１に到達する。回転数ＲＰＭ１は、動力源１１が始動されていて、運転指令信号Ｓ２がブレーキノッチＢ１を示している状態での動力源１１の回転数である。

始動指令信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルになると、接触器制御部２５は接触器ＭＣ１を投入する。この結果、図７（Ｄ）に示すように、時刻Ｔ１１においてフィルタコンデンサＦＣ１の電圧は、電圧ＥＦＣ０から上昇し始める。その後、時刻Ｔ１２において、フィルタコンデンサＦＣ１の電圧がＥＦＣ１に到達すると、電力変換装置３０が発電機１４の初期励磁を行うことが可能となる。時刻Ｔ１２において、接触器制御部２５は、接触器ＭＣ１を開放する。これにより、蓄電装置２４と電力変換部２７は電気的に切り離される。

電力変換装置３０は、実施の形態１に係る電力変換装置２０と同様に、発電機１４の初期励磁を行う。電力変換装置３０が有する電力変換制御部２３が発電機１４の初期励磁の処理を行う際には、図７（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ１２から、励磁電流指令値の絶対値は徐々に大きくなる。その後、時刻Ｔ１３において、励磁電流指令値の絶対値は絶対値Ｉｄ１に到達する。励磁電流指令値の絶対値が絶対値Ｉｄ１に到達すると、発電機１４の初期励磁が完了し、発電機１４が発電を開始する。

時刻Ｔ１３においてインバータ制御部が第２電力変換部３３の制御を開始し、負荷５２に電力が供給され、負荷５２が動作を開始する。この結果、第２電力変換部３３の出力電力が増大する。

電力変換装置３０は、負荷５１の稼働状況、具体的には、第２電力変換部３２，３３の出力電力の合計に基づいて算出した目標トルクに応じて発電機１４を制御する。電力変換装置３０が行う発電機１４の制御について図８を用いて説明する。電力変換装置３０は、例えば、発電機１４の初期励磁が完了すると、図８の制御処理を開始する。

目標トルク算出部２２は、電流測定部ＣＴ２から取得した相電流の測定値および速度センサ２６から取得した負荷５１の回転数に基づいて第２電力変換部３２の出力電力を算出し、電圧測定部ＶＴ２から取得した線間電圧および電流測定部ＣＴ３から取得した相電流に基づいて第２電力変換部３３の出力電力を算出する（ステップＳ３１）。

目標トルク算出部２２は、ステップＳ３１で算出した第２電力変換部３２，３３のそれぞれの出力電力を合算する（ステップＳ３２）。

そして、目標トルク算出部２２は、ステップＳ３２で算出された第２電力変換部３２，３３のそれぞれの出力電力の合算値から発電機１４の目標トルクを算出する（ステップＳ３３）。

電力変換制御部２３は、発電機１４の出力トルクを、ステップＳ３３で算出された目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する（ステップＳ３４）。そして、電力変換制御部２３は、ステップＳ３４で算出されたトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御によって第１電力変換部３１を制御する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の処理が完了すると、電力変換装置３０の各部はステップＳ３１から上述の処理を繰り返す。

上述したように、図７の時刻Ｔ１３で負荷５２が動作を開始すると、第２電力変換部３３の出力電力が増大し、図８に示す電力変換装置３０による発電機１４の制御処理の結果、図７（Ｆ）に示すように、トルク電流指令値の絶対値は増大する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ０から絶対値Ｉｑ１まで増加する。励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図７（Ｅ）に示すように、励磁電流指令値の絶対値も増大する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ１から絶対値Ｉｄ２まで増大する。絶対値Ｉｄ２は、絶対値Ｉｑ２に一致することが好ましい。

その後、マスターコントローラから力行ノッチＮ２が入力されると、運転指令信号Ｓ２は、力行ノッチＮ２を示す。このタイミングを時刻Ｔ１４とする。時刻Ｔ１４以降、動力源制御部１２は、動力源１１を制御して、動力源１１の回転数を力行ノッチＮ２に対応する回転数ＲＰＭ３に近づける。動力源１１の回転数の上昇に伴って、発電機１４の回転数も上昇し、発電機１４の出力トルクも上昇する。

また時刻Ｔ１４で力行ノッチＮ２が入力されると、インバータ制御部が第２電力変換部３２の制御を開始する。この結果、第２電力変換部３２は、発電機１４で発電され、第１電力変換部３１で変換され、フィルタコンデンサＦＣ１を介して一次端子から供給される直流電力を負荷５１に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷５１に供給する。換言すれば、時刻Ｔ１４以降、第２電力変換部３２の出力電力が増大する。

電力変換装置３０は、時刻Ｔ１４以降も、図８に示す発電機１４の制御処理を行う。負荷５２が動作していて、運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ２を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクは、負荷５２が動作していて、運転指令信号Ｓ２がブレーキノッチＢ１を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクより大きい。このため、図７（Ｆ）に示すように、時刻Ｔ１４以降、トルク電流指令値の絶対値は増大する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ１から絶対値Ｉｑ３まで増加する。励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図７（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ１４以降、励磁電流指令値の絶対値も増大する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ２から絶対値Ｉｄ４まで増大する。なお絶対値Ｉｄ４は、絶対値Ｉｑ３に一致することが好ましい。

その後、マスターコントローラから力行ノッチもブレーキノッチも入力されなくなると、運転指令信号Ｓ２は、ノッチＮ０を示す。ノッチＮ０は、車両が惰性で走行していることを示す。このタイミングを時刻Ｔ１５とする。時刻Ｔ１５以降、動力源１１の回転数をノッチＮ０に対応する回転数ＲＰＭ１に近づける。ノッチＮ０に対応する動力源１１の回転数、ブレーキノッチＢ１に対応する動力源１１の回転数と同じである。動力源１１の回転数の減少に伴って、発電機１４の回転数も減少し、発電機１４の出力トルクも減少する。

電力変換装置３０は、時刻Ｔ１５以降も、図８に示す発電機１４の制御処理を行う。負荷５２が動作していて、運転指令信号Ｓ２がノッチＮ０を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクは、負荷５２が動作していて、運転指令信号Ｓ２が力行ノッチＮ２を示す場合に目標トルク算出部２２が算出する目標トルクより小さい。このため、図７（Ｆ）に示すように、時刻Ｔ１５以降、トルク電流指令値の絶対値は減少する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ３から絶対値Ｉｑ１まで減少する。励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図７（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ１５以降、励磁電流指令値の絶対値も減少する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ４から絶対値Ｉｄ２まで減少する。絶対値Ｉｄ２は、絶対値Ｉｑ１に一致することが好ましい。

その後、負荷５２の消費電力が大きくなる。このタイミングを時刻Ｔ１６とする。電力変換装置３０は、時刻Ｔ１６以降も、図８に示す発電機１４の制御処理を行う。鉄道車両が惰性で走行している間に、負荷５２の消費電力が増大すると、目標トルク算出部２２が算出する目標トルクは増大する。このため、図７（Ｆ）に示すように、時刻Ｔ１６以降、トルク電流指令値の絶対値は増大する。具体的には、トルク電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｑ１から絶対値Ｉｑ２まで増大する。励磁電流指令値およびトルク電流指令値のそれぞれの絶対値は正の相関関係を有するので、図７（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ１６以降、励磁電流指令値の絶対値も増大する。具体的には、励磁電流指令値の絶対値は、絶対値Ｉｄ２から絶対値Ｉｄ３まで増大する。絶対値Ｉｄ３は、絶対値Ｉｑ２に一致することが好ましい。

上述したように、発電機１４が発電している間、具体的には、図７の時刻Ｔ１３以降、負荷５１，５２の稼働状況に応じて、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、共に変化する。

以上説明した通り、実施の形態２に係る電力変換装置３０は、発電機１４が発電している間は、負荷５１，５２の稼働状況に応じて発電機１４の目標トルクを算出し、目標トルクに応じてトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する。そして、電力変換装置３０は、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御を行うことで、発電機１４の発電トルクを制御する。

発電機１４が発電している間に算出されるトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。このため、負荷５１，５２のそれぞれの稼動状況、具体的には、第２電力変換部３２，３３の出力電力の合計に応じて、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は共に変化する。このため、励磁電流指令値を一定に維持してベクトル制御を行う場合と比べて、発電機１４の効率が高くなる。

（実施の形態３）
負荷５１の稼働状況に応じた目標トルクの算出方法は、上述の例に限られない。負荷５１の稼働状況を示す値として、第１電力変換部３１の出力電力を用いることができる。第１電力変換部３１の出力電力に応じて目標トルクを算出し、目標トルクに応じてベクトル制御を行う電力変換装置４０、および電力変換装置４０を備える駆動制御装置３について実施の形態３で説明する。

図９に示す駆動制御装置３は、発電機１４で発電された電力を負荷５１に供給するための電力に変換し、変換した電力を負荷５１に供給する電力変換装置４０を備える。

電力変換装置４０の構成について、実施の形態１に係る電力変換装置２０と異なる点を中心に以下に説明する。
電力変換装置４０は、第１電力変換部３１の出力電流を測定する電流測定部ＣＴ４を備える。

目標トルク算出部２２は、電流測定部ＣＴ４から取得した電流の測定値および電圧測定部ＶＴ１から取得したフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧から第１電力変換部３１の出力電力を算出する。そして、目標トルク算出部２２は、算出した第１電力変換部３１の出力電力を、速度センサ１３から取得した動力源１１の回転数で除算して、発電機１４の目標トルクを算出する。

上記構成を有する電力変換装置４０の制御部分、具体的には、目標トルク算出部２２、電力変換制御部２３、および接触器制御部２５は、実施の形態１と同様のハードウェア構成で実現される。

上記構成を有する電力変換装置４０を含む駆動制御装置３の動作は、目標トルク算出部２２における目標トルクの算出方法を除いて、実施の形態１と同様である。発電機１４の初期励磁が完了した後に電力変換装置４０が行う発電機１４の制御処理について、図１０を用いて説明する。

目標トルク算出部２２は、電流測定部ＣＴ４から取得した第１電力変換部３１の出力電流および電圧測定部ＶＴ１から取得したフィルタコンデンサＦＣ１の端子間電圧から、第１電力変換部３１の出力電力を算出する（ステップＳ４１）。

次に、目標トルク算出部２２は、ステップＳ４１で算出された第１電力変換部３１の出力電力を、速度センサ１３から取得した動力源１１の回転数で除算して、発電機１４の目標トルクを算出する（ステップＳ４２）。

実施の形態１と同様に、電力変換制御部２３は、発電機１４の出力トルクを、ステップＳ４２で算出された目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する（ステップＳ４３）。そして、電力変換制御部２３は、ステップＳ４３で算出されたトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御によって第１電力変換部３１を制御する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の処理が完了すると、電力変換装置４０の各部はステップＳ４１から上述の処理を繰り返す。

以上説明した通り、実施の形態３に係る電力変換装置４０は、第１電力変換部３１の出力電力に基づいて算出した発電機１４の目標トルクに応じてトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出する。そして、電力変換装置２０は、算出したトルク電流指令値および励磁電流指令値に基づくベクトル制御を行うことで、発電機１４の発電トルクを制御する。

発電機１４が発電している間に算出されるトルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有する。このため、負荷５１の稼働状況、具体的には、第１電力変換部３１の出力電力に応じて、トルク電流指令値および励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は共に変化する。このため、励磁電流指令値を一定に維持してベクトル制御を行う場合と比べて、発電機１４の効率が高くなる。

本開示の実施の形態は、上述の例に限られない。上記のハードウェア構成およびフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。

駆動制御装置１－３は、鉄道車両に限られず、自動車、船舶、航空機等任意の車両を駆動することができる。

電力変換装置２０，３０，４０は、鉄道車両の床下、床上、屋根上等の任意の位置に取り付けることができる。

上述の電力変換装置２０，３０，４０の回路構成は一例であり、電力変換装置２０，３０，４０の回路構成は、発電機１４を初期励磁し、発電機１４の出力トルクを制御することができる回路構成であれば、任意である。

電力変換装置２０，３０，４０は、接触器ＭＣ１に代えて、フィルタコンデンサＦＣ１を電力変換部２１，２７に電気的に接続、または電力変換部２１，２７から電気的に切り離す任意の素子を有すればよい。

目標トルク算出部２２は、ＡＴＣ（Automatic Train Control：自動列車制御）、列車情報管理システム等から負荷５１である三相誘導電動機の回転数を取得し、電流測定部ＣＴ２から取得した相電流の測定値から算出した三相誘導電動機のトルクにＡＴＣから取得した三相誘導電動機の回転数を乗算して第２電力変換部３２の出力電力を算出してもよい。

目標トルク算出部２２は、第２電力変換部３２が出力する有効電力または第２電力変換部３２，３３のそれぞれが出力する有効電力の合計に基づいて目標トルクを算出してもよい。

目標トルク算出部２２が行う目標トルク算出方法は、上述の例に限られず、負荷５１の稼働状況に応じた目標トルクを算出する方法であれば、任意である。一例として、目標トルク算出部２２は、運転指令信号Ｓ２を取得し、運転指令信号Ｓ２に応じて負荷５１の稼働状況を推定し、推定した負荷５１の稼働状況に応じて目標トルクを算出してもよい。

蓄電装置２４は、発電機１４の発電開始後に第１電力変換部３１の出力電力によって充電されてもよいし、鉄道車両のブレーキ時に負荷５１で発電される電力によって充電されてもよい。これらの場合、目標トルク算出部２２は、負荷５１，５２の稼働状況に加えて、蓄電装置２４の充放電量を考慮し、目標トルクを算出すればよい。一例として、発電機１４の発電開始後に第１電力変換部３１の出力電力によって蓄電装置２４が充電される場合、実施の形態１に係る電力変換装置２０が有する目標トルク算出部２２は、第２電力変換部３２の出力電力と蓄電装置２４の充電に要する電力とを加算した結果に基づいて、目標トルクを算出すればよい。

電力変換装置２０，３０，４０は、蓄電装置２４を備えずに、外部の機器から供給される電力によって、発電機１４を初期励磁することが可能となるまでフィルタコンデンサＦＣ１が充電されてもよい。

接触器制御部２５による制御は上述の例に限られない。一例として、接触器制御部２５は、速度センサ１３から動力源１１の回転数を取得し、動力源１１の回転数が、動力源１１が始動したとみなせる値に到達した場合に、接触器ＭＣ１を投入してもよい。他の一例として、接触器制御部２５は、始動指令信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルになってから、動力源１１の始動に要する時間より長い定められた時間が経過した後に、接触器ＭＣ１を投入してもよい。

電流測定部ＣＴ１，ＣＴ２はＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの相電流を測定する場合を説明したが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち少なくとも２相の相電流を測定すればよい。

駆動制御装置１，２，３が電力を供給する負荷５１，５２は、上述の例に限られず、電力を消費する任意の電子機器である。

動力源１１は、上述の例に限られず、一例として、セルモータを有さない内燃機関でもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

１，２，３ 駆動制御装置、１１ 動力源、１２ 動力源制御部、１３，２６ 速度センサ、１４ 発電機、２０，３０，４０ 電力変換装置、２１，２７ 電力変換部、２２ 目標トルク算出部、２３ 電力変換制御部、２４ 蓄電装置、２５ 接触器制御部、３１ 第１電力変換部、３２，３３ 第２電力変換部、５１，５２ 負荷、６０ バス、６１ プロセッサ、６２ メモリ、６３ インターフェース、ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４ 電流測定部、ＦＣ１ フィルタコンデンサ、ＭＣ１ 接触器、Ｓ１ 始動指令信号、Ｓ２ 運転指令信号、Ｓ３ スイッチング制御信号、Ｓ４ 接触器制御信号、ＶＴ１，ＶＴ２ 電圧測定部。

Claims (9)

1. 励磁された状態で動力源に駆動されて発電する発電機に対して励磁電力を供給し、前記発電機が発電した電力を負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を前記負荷に供給する電力変換部と、
   前記負荷の稼動状況に応じて前記発電機の目標トルクを算出する目標トルク算出部と、
   前記発電機が発電している間は、前記発電機の出力トルクを前記目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出し、算出した前記トルク電流指令値および前記励磁電流指令値に基づいて前記電力変換部を制御する電力変換制御部と、
   を備え、
   前記発電機が発電している間に前記電力変換制御部が算出する前記トルク電流指令値および前記励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有し、
   前記電力変換部は、前記電力変換制御部に制御されて、前記発電機から一次端子を介して供給される電力を直流電力に変換して、変換した前記直流電力を二次端子から出力する第１電力変換部を有し、
   前記目標トルク算出部は、前記負荷の稼動状況を示す値として前記第１電力変換部の出力電力を用いて、前記目標トルクを算出する、
   電力変換装置。
2. 励磁された状態で動力源に駆動されて発電する発電機に対して励磁電力を供給し、前記発電機が発電した電力を負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を前記負荷に供給する電力変換部と、
   前記負荷の稼動状況に応じて前記発電機の目標トルクを算出する目標トルク算出部と、
   前記発電機が発電している間は、前記発電機の出力トルクを前記目標トルクに近づけるためのトルク電流指令値および励磁電流指令値を算出し、算出した前記トルク電流指令値および前記励磁電流指令値に基づいて前記電力変換部を制御する電力変換制御部と、
   を備え、
   前記発電機が発電している間に前記電力変換制御部が算出する前記トルク電流指令値および前記励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、正の相関関係を有し、
   前記電力変換部は、前記電力変換制御部に制御されて、前記発電機から一次端子を介して供給される電力を直流電力に変換して、変換した前記直流電力を二次端子から出力する第１電力変換部と、前記第１電力変換部から供給される直流電力を前記負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を前記負荷に供給する少なくとも１つの第２電力変換部と、を有し、
   前記目標トルク算出部は、前記負荷の稼動状況を示す値として前記少なくとも１つの第２電力変換部の出力電力を用いて、前記目標トルクを算出する、
   電力変換装置。
3. 前記電力変換部は、複数の前記第２電力変換部を有し、
   前記目標トルク算出部は、前記負荷の稼動状況を示す値として前記第２電力変換部のそれぞれの出力電力の合計を用いて、前記目標トルクを算出する、
   請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１電力変換部の前記二次端子の間に接続されるコンデンサに接続される蓄電装置をさらに備え、
   前記第１電力変換部は、前記電力変換制御部に制御されて、前記蓄電装置から前記二次端子を介して直流電力の供給を受け、前記発電機を初期励磁するための励磁電力を前記一次端子から出力する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 前記蓄電装置は、前記第１電力変換部から前記コンデンサを介して供給される電力で充電される、
   請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記目標トルク算出部は、前記負荷の稼働状況および前記蓄電装置の充放電量に応じて前記目標トルクを算出する、
   請求項４または５に記載の電力変換装置。
7. 前記発電機が発電している間に前記電力変換制御部が算出する前記励磁電流指令値の絶対値は、前記発電機が発電している間に前記電力変換部が算出する前記トルク電流指令値の絶対値以上である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記発電機が発電している間に前記電力変換制御部が算出する前記トルク電流指令値および前記励磁電流指令値のそれぞれの絶対値は、一致するとみなせる、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
9. 車両に搭載され、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
   前記電力変換装置が有する前記発電機を駆動する動力源と、を備え、
   前記電力変換装置が有する前記電力変換部が電力を供給する前記負荷は、前記車両を駆動させる電動機である、
   駆動制御装置。

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