JPH08140214A - ハイブリッド方式駆動装置 - Google Patents
ハイブリッド方式駆動装置Info
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 原動機，発電機及びモータを組み合わせたハ
イブリッド方式駆動装置の界磁系の構成を簡単にすると
共に、安全・確実な運転を行う。 【構成】 原動機５２により回転させられるハイブリッ
ド励磁形永久磁石発電機（ＨＰＧ）５１は、その励磁巻
線５１ａに流す電流を調整することにより界磁調整がさ
れて出力電圧値の制御ができる。ＨＰＧ５１の出力は整
流器５３で直流となりインバータ５３は直流を交流に変
換してモータ５６へ送り、モータ５６が回転駆動する。
チョッパ回路５８は、ＨＰＧ５１の交流を整流器５７で
整流した直流をチョッパ制御して、ＨＰＧ５１の励磁巻
線５１ａに流す。そして整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧
Ｖs に等しくなり、且つ検出電力Ｐdcが制限電力Ｐs を
越えず、検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs を越えず、更に検
出充電電流Ｉbad が制限充電電流Ｉbas を越えないよう
に、チョッパ回路のチョッパ動作を制御して、ＨＰＧ５
１の界磁制御をする。
イブリッド方式駆動装置の界磁系の構成を簡単にすると
共に、安全・確実な運転を行う。 【構成】 原動機５２により回転させられるハイブリッ
ド励磁形永久磁石発電機（ＨＰＧ）５１は、その励磁巻
線５１ａに流す電流を調整することにより界磁調整がさ
れて出力電圧値の制御ができる。ＨＰＧ５１の出力は整
流器５３で直流となりインバータ５３は直流を交流に変
換してモータ５６へ送り、モータ５６が回転駆動する。
チョッパ回路５８は、ＨＰＧ５１の交流を整流器５７で
整流した直流をチョッパ制御して、ＨＰＧ５１の励磁巻
線５１ａに流す。そして整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧
Ｖs に等しくなり、且つ検出電力Ｐdcが制限電力Ｐs を
越えず、検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs を越えず、更に検
出充電電流Ｉbad が制限充電電流Ｉbas を越えないよう
に、チョッパ回路のチョッパ動作を制御して、ＨＰＧ５
１の界磁制御をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はハイブリッド方式駆動装
置に関し、例えば電気自動車用の駆動装置として用いて
好適なものである。
置に関し、例えば電気自動車用の駆動装置として用いて
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、電気自動車用の駆動装置として、
ハイブリッド方式駆動装置が開発された。図７は従来の
電気自動車用のハイブリッド方式駆動装置を示す。同図
に示すように、ガソリンエンジン等の原動機０１と交流
発電機（誘導発電機や永久磁石式同期発電機）０２とが
直結されており、原動機０１の回転駆動により、交流発
電機０２から交流電流が出力される。コンバータ０３
は、交流発電機０２から出力される交流電流を直流電流
に変換し、この直流電流をバッテリー０４及び駆動用イ
ンバータ０５に送る。なおこの例では、コンバータ０３
はインバータ０５と同じ回路構成としている。
ハイブリッド方式駆動装置が開発された。図７は従来の
電気自動車用のハイブリッド方式駆動装置を示す。同図
に示すように、ガソリンエンジン等の原動機０１と交流
発電機（誘導発電機や永久磁石式同期発電機）０２とが
直結されており、原動機０１の回転駆動により、交流発
電機０２から交流電流が出力される。コンバータ０３
は、交流発電機０２から出力される交流電流を直流電流
に変換し、この直流電流をバッテリー０４及び駆動用イ
ンバータ０５に送る。なおこの例では、コンバータ０３
はインバータ０５と同じ回路構成としている。
【０００３】駆動用インバータ０５での使用電力が少な
いときには、余剰電力がバッテリー０４にチャージさ
れ、駆動用インバータ０５での使用電力が多いときに
は、コンバータ０３及びバッテリー０４の合成電力によ
り、駆動用インバータ０５へ電力供給が行なわれる。
いときには、余剰電力がバッテリー０４にチャージさ
れ、駆動用インバータ０５での使用電力が多いときに
は、コンバータ０３及びバッテリー０４の合成電力によ
り、駆動用インバータ０５へ電力供給が行なわれる。
【０００４】駆動用インバータ０５は、直流電流を交流
電流に変換して交流電流を交流モータ０６に送る。これ
により交流モータ０６が回転し、電気自動車が走行す
る。
電流に変換して交流電流を交流モータ０６に送る。これ
により交流モータ０６が回転し、電気自動車が走行す
る。
【０００５】この装置では、原動機０１を効率を良く且
つ低公害な運転点で駆動させたいため、一般に原動機０
１を一定回転数で運転している。
つ低公害な運転点で駆動させたいため、一般に原動機０
１を一定回転数で運転している。
【０００６】交流発電機０２として誘導発電機を用いる
場合には、周波数電流制御器０７により、発電機０２と
コンバータ０３との間の電流を検出し、これに基づきコ
ンバータ０３に送るゲート信号ｇを調整することによっ
て、コンバータ０３から誘導発電機０２へ供給する励磁
電流の値及び周波数を制御して、誘導発電機０２の発電
電力を調整している。このようにして、車両駆動側の負
荷に応じて発電電力を調整している。
場合には、周波数電流制御器０７により、発電機０２と
コンバータ０３との間の電流を検出し、これに基づきコ
ンバータ０３に送るゲート信号ｇを調整することによっ
て、コンバータ０３から誘導発電機０２へ供給する励磁
電流の値及び周波数を制御して、誘導発電機０２の発電
電力を調整している。このようにして、車両駆動側の負
荷に応じて発電電力を調整している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで図７に示す従
来技術において、交流発電機０２として誘導発電機を採
用する場合には、コンバータ０３には励磁電流を供給す
る機能が要求されるため、コンバータ０３を単なる整流
回路とすることはできず駆動用インバータ０５と同じ構
成のものを用いなければならず、複雑な制御回路とな
る。
来技術において、交流発電機０２として誘導発電機を採
用する場合には、コンバータ０３には励磁電流を供給す
る機能が要求されるため、コンバータ０３を単なる整流
回路とすることはできず駆動用インバータ０５と同じ構
成のものを用いなければならず、複雑な制御回路とな
る。
【０００８】一方、交流発電機０２として永久磁石式の
同期発電機を用いるならば、一般にエンジンの回転数は
一定であるため、幅広く発電機を運転させるには、やは
りインバータと制御回路を用いて励磁電流を制御して増
減磁を行うことになる。この結果、複雑な制御回路が必
要である。また、界磁巻線形の同期発電機を用いる場合
には、発電機にスリップリングを伴うため、メンテナン
スが必要になる。
同期発電機を用いるならば、一般にエンジンの回転数は
一定であるため、幅広く発電機を運転させるには、やは
りインバータと制御回路を用いて励磁電流を制御して増
減磁を行うことになる。この結果、複雑な制御回路が必
要である。また、界磁巻線形の同期発電機を用いる場合
には、発電機にスリップリングを伴うため、メンテナン
スが必要になる。
【０００９】結局、交流発電機０２として誘導発電機や
永久磁石式の同期発電機を用いたのでは、発電電圧を調
整する界磁制御系が複雑になってしまう。
永久磁石式の同期発電機を用いたのでは、発電電圧を調
整する界磁制御系が複雑になってしまう。
【００１０】更にバッテリー０４に流入する充電電流
は、バッテリー０４に適した電流許容値以下に抑える必
要がある。これは、同じ充電容量［Ａｈ］に対するバッ
テリーの内部抵抗損［Ｗｈ］は、充電電流が小さいほど
小さくなるからである。しかし従来では、充電電流を許
容値以下に抑える工夫はされていなかった。
は、バッテリー０４に適した電流許容値以下に抑える必
要がある。これは、同じ充電容量［Ａｈ］に対するバッ
テリーの内部抵抗損［Ｗｈ］は、充電電流が小さいほど
小さくなるからである。しかし従来では、充電電流を許
容値以下に抑える工夫はされていなかった。
【００１１】本発明は、上記従来技術に鑑み、発電電圧
を調整する界磁制御系の構成を簡単にすると共にバッテ
リーの保護もできるハイブリッド方式駆動装置を提供す
ることを目的とする。
を調整する界磁制御系の構成を簡単にすると共にバッテ
リーの保護もできるハイブリッド方式駆動装置を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、軸方向に並んで配置されたＮ極側電機子鉄
心及びＳ極側電機子鉄心と、Ｎ極側及びＳ極側の電機子
鉄心に亘り配設されたヨーク及び電機子巻線と、Ｎ極側
及びＳ極側の電機子鉄心の間の位置で周方向に沿い配置
された励磁巻線とでなる固定子と、回転子鉄心と、前記
Ｎ極側電機子鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され且
つ周方向に関し間隔をあけて交互に備えられた複数個の
Ｎ極永久磁石及びＮ極側突極状部と、前記Ｓ極側電機子
鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され且つ周方向に関
し間隔をあけると共に前記Ｎ極永久磁石の配置ピッチか
らずれた配置ピッチで交互に備えられた複数個のＳ極永
久磁石及びＳ極側突極状部とでなる回転子とで構成した
ハイブリッド励磁形永久磁石発電機と、このハイブリッ
ド励磁形永久磁石発電機の回転子を回転させる原動機
と、前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機が発電した
交流電流を直流電流に整流する整流器と、この整流器で
整流された直流電流を交流電流に変換して交流モータへ
供給する駆動用インバータと、前記整流器で整流された
直流電流により充電されると共に、充電電流を前記駆動
用インバータへ送るバッテリーと、このバッテリーに流
れ込む充電電流である検出充電電流を検出する充電電流
検出部と、前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機で発
電した電流を整流し、整流した直流電流をチョッパ制御
して、ハイブリッド励磁形永久磁石発電機の励磁巻線に
流すチョッパ形界磁部と、前記整流器の整流器出力電圧
と設定電圧との偏差に応じた界磁電流指令を出力する界
磁電流指令部と、前記整流器の出力電流を検出した検出
電流と制限電流との偏差に応じた第１の界磁制限指令を
出力する電流制限部と、前記整流器出力電圧と検出電流
を乗算してなる検出電力と、制限電力との偏差に応じた
第２の界磁制限指令を出力する電力制限部と、前記検出
充電電流と制限充電電流との偏差に応じた第３の界磁制
限指令を出力する充電電流制限部と、前記励磁巻線に流
れる電流である検出界磁電流を検出する電流検出器と、
前記界磁電流指令から、前記検出界磁出た，第１の界磁
制限指令，第２の界磁制限指令及び第３の界磁制限指令
を減算して偏差界磁電流指令を求める比較器と、前記偏
差界磁電流指令に応じたチョッパ指令を作り、このチョ
ッパ指令を前記チョッパ形界磁部へ送ってチョッパ制御
させるチョッパ指令部と、を有することを特徴とする。
明の構成は、軸方向に並んで配置されたＮ極側電機子鉄
心及びＳ極側電機子鉄心と、Ｎ極側及びＳ極側の電機子
鉄心に亘り配設されたヨーク及び電機子巻線と、Ｎ極側
及びＳ極側の電機子鉄心の間の位置で周方向に沿い配置
された励磁巻線とでなる固定子と、回転子鉄心と、前記
Ｎ極側電機子鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され且
つ周方向に関し間隔をあけて交互に備えられた複数個の
Ｎ極永久磁石及びＮ極側突極状部と、前記Ｓ極側電機子
鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され且つ周方向に関
し間隔をあけると共に前記Ｎ極永久磁石の配置ピッチか
らずれた配置ピッチで交互に備えられた複数個のＳ極永
久磁石及びＳ極側突極状部とでなる回転子とで構成した
ハイブリッド励磁形永久磁石発電機と、このハイブリッ
ド励磁形永久磁石発電機の回転子を回転させる原動機
と、前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機が発電した
交流電流を直流電流に整流する整流器と、この整流器で
整流された直流電流を交流電流に変換して交流モータへ
供給する駆動用インバータと、前記整流器で整流された
直流電流により充電されると共に、充電電流を前記駆動
用インバータへ送るバッテリーと、このバッテリーに流
れ込む充電電流である検出充電電流を検出する充電電流
検出部と、前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機で発
電した電流を整流し、整流した直流電流をチョッパ制御
して、ハイブリッド励磁形永久磁石発電機の励磁巻線に
流すチョッパ形界磁部と、前記整流器の整流器出力電圧
と設定電圧との偏差に応じた界磁電流指令を出力する界
磁電流指令部と、前記整流器の出力電流を検出した検出
電流と制限電流との偏差に応じた第１の界磁制限指令を
出力する電流制限部と、前記整流器出力電圧と検出電流
を乗算してなる検出電力と、制限電力との偏差に応じた
第２の界磁制限指令を出力する電力制限部と、前記検出
充電電流と制限充電電流との偏差に応じた第３の界磁制
限指令を出力する充電電流制限部と、前記励磁巻線に流
れる電流である検出界磁電流を検出する電流検出器と、
前記界磁電流指令から、前記検出界磁出た，第１の界磁
制限指令，第２の界磁制限指令及び第３の界磁制限指令
を減算して偏差界磁電流指令を求める比較器と、前記偏
差界磁電流指令に応じたチョッパ指令を作り、このチョ
ッパ指令を前記チョッパ形界磁部へ送ってチョッパ制御
させるチョッパ指令部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明では、ハイブリッド方式駆動装置の発電
機として直流界磁巻線を有するハイブリッド励磁形永久
磁石発電機を用いる。この発電機は直流界磁巻線の電流
を制御することにより、増減磁が可能であるため、簡単
なチョッパ回路により界磁制御系を実現させることがで
きる。
機として直流界磁巻線を有するハイブリッド励磁形永久
磁石発電機を用いる。この発電機は直流界磁巻線の電流
を制御することにより、増減磁が可能であるため、簡単
なチョッパ回路により界磁制御系を実現させることがで
きる。
【００１４】また本発明では、定電圧制御、定出力（電
力）制御、定電流制御と切り換えることにより、発電機
を安全範囲内でその能力を最大限まで引き出すことがで
きる。
力）制御、定電流制御と切り換えることにより、発電機
を安全範囲内でその能力を最大限まで引き出すことがで
きる。
【００１５】更に本発明では、バッテリーの充電電流が
制限充電電流（電流許容値）を越えないよう制御するた
ことにより、バッテリーに適した充電ができる。
制限充電電流（電流許容値）を越えないよう制御するた
ことにより、バッテリーに適した充電ができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
【００１７】＜ハイブリッド励磁形永久磁石回転機の説
明＞まずはじめに、本発明の実施例の発電機として採用
するハイブリッド励磁形永久磁石発電機（これは「ＨＰ
Ｇ」と略称される）について、図２〜図６を参照して説
明する。
明＞まずはじめに、本発明の実施例の発電機として採用
するハイブリッド励磁形永久磁石発電機（これは「ＨＰ
Ｇ」と略称される）について、図２〜図６を参照して説
明する。
【００１８】図２において、１は固定子である電機子、
２はこの電機子の鉄心、３は電機子巻線、４は円筒形の
ヨークである。これらのうち、電機子鉄心２は、軸方向
に関し２分割された成層鉄心であり、片側の部分がＮ極
側鉄心２ａ、他の片側の部分がＳ極側鉄心２ｂとして構
成してあり、Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの間に
は、図５に示すリング状の直流の励磁巻線５が配設して
ある。
２はこの電機子の鉄心、３は電機子巻線、４は円筒形の
ヨークである。これらのうち、電機子鉄心２は、軸方向
に関し２分割された成層鉄心であり、片側の部分がＮ極
側鉄心２ａ、他の片側の部分がＳ極側鉄心２ｂとして構
成してあり、Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの間に
は、図５に示すリング状の直流の励磁巻線５が配設して
ある。
【００１９】そして、Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂ
とは、ヨーク４によって磁気的に結合し、かつ機械的に
支持するように構成してある。また、電機子巻線３は、
Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに亘って配設してあ
る。
とは、ヨーク４によって磁気的に結合し、かつ機械的に
支持するように構成してある。また、電機子巻線３は、
Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに亘って配設してあ
る。
【００２０】励磁巻線５は、図５の如くリング状に巻回
された電線５ａを絶縁処理したもので、電源容量や機械
寸法に合わせて必要な起磁力を生ずるように十分なター
ン数を巻回している。
された電線５ａを絶縁処理したもので、電源容量や機械
寸法に合わせて必要な起磁力を生ずるように十分なター
ン数を巻回している。
【００２１】他方、回転子１１は、回転子鉄心１２と永
久磁石１３とを有し、これらのうち回転子鉄心１２はシ
ャフト１５に連結したヨーク１４で支持固定している。
回転子鉄心１２は、部分的に突き出た構造で突極状をな
し、永久磁石１３を備える部分以外の個所が突極状部１
２ａとなるように構成してある。この突極状部１２ａ
は、固定子のＮ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに対応
して設けてあり、Ｎ極側突極状部１２ａＮとＳ極側突極
状部１２ａＳとに分けてある。
久磁石１３とを有し、これらのうち回転子鉄心１２はシ
ャフト１５に連結したヨーク１４で支持固定している。
回転子鉄心１２は、部分的に突き出た構造で突極状をな
し、永久磁石１３を備える部分以外の個所が突極状部１
２ａとなるように構成してある。この突極状部１２ａ
は、固定子のＮ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに対応
して設けてあり、Ｎ極側突極状部１２ａＮとＳ極側突極
状部１２ａＳとに分けてある。
【００２２】すなわち、突極状部１２ａは、固定子のＮ
極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの軸方向の長さに対応
して形成してあり、しかも周方向に一定幅を有してＮ極
側突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａＳとして
存在する。そして、Ｎ極側突極状部１２ａＮには、周方
向に隣り合ってＮ極永久磁石１３が、図３（ａ）に示す
ように配置してあり、またＳ極側突極状部１２ａＳにも
周方向に隣り合ってＳ極永久磁石１３が、図３（ｂ）に
示すように配置してある。かくして、軸方向には、Ｎ極
側突極状部１２ａＮとＳ極永久磁石１３とが並び、また
Ｎ極永久磁石１３とＳ極側突極状部１２ａＳとが並ぶ構
造となっている。
極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの軸方向の長さに対応
して形成してあり、しかも周方向に一定幅を有してＮ極
側突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａＳとして
存在する。そして、Ｎ極側突極状部１２ａＮには、周方
向に隣り合ってＮ極永久磁石１３が、図３（ａ）に示す
ように配置してあり、またＳ極側突極状部１２ａＳにも
周方向に隣り合ってＳ極永久磁石１３が、図３（ｂ）に
示すように配置してある。かくして、軸方向には、Ｎ極
側突極状部１２ａＮとＳ極永久磁石１３とが並び、また
Ｎ極永久磁石１３とＳ極側突極状部１２ａＳとが並ぶ構
造となっている。
【００２３】この結果、回転子１１は、図４に示すよう
に、Ｎ極側突極状部１２ａＮとＮ極永久磁石１３とを周
方向に交互に配置するとともに、軸方向に励磁巻線５の
幅の分だけ隔たってＳ極側突極状部１２ａＳとＳ極永久
磁石１３とを周方向に交互に配置し、しかも軸方向には
突極状部１２ａと永久磁石１３とが並ぶ構造となってい
る。このとき、突極状部１２ａは、周方向に永久磁石１
３の極数と同じ数だけ形成してある。
に、Ｎ極側突極状部１２ａＮとＮ極永久磁石１３とを周
方向に交互に配置するとともに、軸方向に励磁巻線５の
幅の分だけ隔たってＳ極側突極状部１２ａＳとＳ極永久
磁石１３とを周方向に交互に配置し、しかも軸方向には
突極状部１２ａと永久磁石１３とが並ぶ構造となってい
る。このとき、突極状部１２ａは、周方向に永久磁石１
３の極数と同じ数だけ形成してある。
【００２４】図３，図４に示す例は永久磁石１３を６極
配置した例を示しているが、極数はこれに限らず８極等
種々の極数が考えられる。
配置した例を示しているが、極数はこれに限らず８極等
種々の極数が考えられる。
【００２５】また、図２，図３では回転子鉄心１２の突
極状部１２ａの表面と永久磁石１３の表面とが同一円周
面を形成するように構成されているが、ギャップを小さ
くして突極状部１２ａを通る有効磁束を多くするよう突
極状部１２ａの突き出し量を永久磁石１３の厚さより大
きくできる。更に、図３，図４では永久磁石１３と突極
状部１２ａの幅を同じ幅としたが、上述と同様磁束を多
くするため突極状部１２ａの幅を永久磁石１３より広げ
るようにしてもよい。なお、回転子鉄心１２は塊状鉄心
でもよい。
極状部１２ａの表面と永久磁石１３の表面とが同一円周
面を形成するように構成されているが、ギャップを小さ
くして突極状部１２ａを通る有効磁束を多くするよう突
極状部１２ａの突き出し量を永久磁石１３の厚さより大
きくできる。更に、図３，図４では永久磁石１３と突極
状部１２ａの幅を同じ幅としたが、上述と同様磁束を多
くするため突極状部１２ａの幅を永久磁石１３より広げ
るようにしてもよい。なお、回転子鉄心１２は塊状鉄心
でもよい。
【００２６】図２において、永久磁石１３は回転子鉄心
１２の突極状部１２ａ以外の所定個所に張り付けて固定
するとともに、回転子鉄心１２は円筒形のヨーク１４に
挿着して支持する。
１２の突極状部１２ａ以外の所定個所に張り付けて固定
するとともに、回転子鉄心１２は円筒形のヨーク１４に
挿着して支持する。
【００２７】ＨＰＧの構造は、図２〜図５の如くである
が、ここで、かかる構造を採用したことに伴なう磁束の
制御動作について述べる。
が、ここで、かかる構造を採用したことに伴なう磁束の
制御動作について述べる。
【００２８】図２に示す直流の励磁巻線５に直流電流を
流した場合、例えば図２中の実線のように、電機子のヨ
ーク４→Ｓ極側鉄心２ｂ→ギャップ→Ｓ極側突極状部１
２ａＳ→回転子鉄心１２→回転子ヨーク１４→回転子鉄
心１２→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→ギャップ→Ｎ極側鉄
心２ａ→ヨーク４という具合に閉磁路が形成される。こ
の場合、磁束の方向は、直流電流の向きにより制御で
き、大きさは電流の大きさにより制御できる。したがっ
て、励磁巻線５による直流磁束の発生を伴なう磁束の調
整は次のようになる。
流した場合、例えば図２中の実線のように、電機子のヨ
ーク４→Ｓ極側鉄心２ｂ→ギャップ→Ｓ極側突極状部１
２ａＳ→回転子鉄心１２→回転子ヨーク１４→回転子鉄
心１２→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→ギャップ→Ｎ極側鉄
心２ａ→ヨーク４という具合に閉磁路が形成される。こ
の場合、磁束の方向は、直流電流の向きにより制御で
き、大きさは電流の大きさにより制御できる。したがっ
て、励磁巻線５による直流磁束の発生を伴なう磁束の調
整は次のようになる。
【００２９】＜直流励磁電流０の場合＞直流励磁電流に
よる磁束は存在せず、永久磁石１３による磁束のみとな
る。つまり、Ｎ極永久磁石１３からの磁束は、ギャップ
→Ｎ極側鉄心２ａ→電機子ヨーク４→Ｓ極側鉄心２ｂ→
ギャップ→Ｓ極永久磁石１３→回転子鉄心１２→回転子
ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極永久磁石１３からな
る経路を辿る。この場合、ギャップ磁束は、永久磁石１
３の残留磁束密度（磁石の特性）と表面積で決まること
になる。
よる磁束は存在せず、永久磁石１３による磁束のみとな
る。つまり、Ｎ極永久磁石１３からの磁束は、ギャップ
→Ｎ極側鉄心２ａ→電機子ヨーク４→Ｓ極側鉄心２ｂ→
ギャップ→Ｓ極永久磁石１３→回転子鉄心１２→回転子
ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極永久磁石１３からな
る経路を辿る。この場合、ギャップ磁束は、永久磁石１
３の残留磁束密度（磁石の特性）と表面積で決まること
になる。
【００３０】かかる状態を回転子表面での磁束としてみ
ると、図６（ｂ）に示すようになり、Ｎ極永久磁石１３
から電機子ヨーク４を通りＳ極永久磁石１３に至り、Ｓ
極永久磁石１３から回転子ヨーク１４を通りＮ極永久磁
石１３に至る。
ると、図６（ｂ）に示すようになり、Ｎ極永久磁石１３
から電機子ヨーク４を通りＳ極永久磁石１３に至り、Ｓ
極永久磁石１３から回転子ヨーク１４を通りＮ極永久磁
石１３に至る。
【００３１】したがって、回転子の回転によって電機子
巻線３を構成する各コイルは、Ｎ極またはＳ極の何れか
一方の極の磁束を切ることとなり、この結果電機子巻線
３には回転数と極数とによって定まる周波数の交流電圧
が誘起される。なお、ＩDCは直流励磁電流を示す。
巻線３を構成する各コイルは、Ｎ極またはＳ極の何れか
一方の極の磁束を切ることとなり、この結果電機子巻線
３には回転数と極数とによって定まる周波数の交流電圧
が誘起される。なお、ＩDCは直流励磁電流を示す。
【００３２】こうして、本例のＩDC＝０の場合には、永
久磁石１３によって生ずる誘起電圧により決まる発電電
力が得られる。
久磁石１３によって生ずる誘起電圧により決まる発電電
力が得られる。
【００３３】＜直流励磁電流による磁束が永久磁石１３
の磁束と同一方向となる場合、（Ｉ DC＞０の場合）＞永
久磁石１３による磁束はＮ極永久磁石１３とＳ極永久磁
石１３とで発生することに変りはない。
の磁束と同一方向となる場合、（Ｉ DC＞０の場合）＞永
久磁石１３による磁束はＮ極永久磁石１３とＳ極永久磁
石１３とで発生することに変りはない。
【００３４】一方、直流の励磁巻線５による磁束は、磁
気抵抗が小さな経路を通り、Ｓ極側鉄心２ｂ→ギャップ
→Ｓ極側突極状部１２ａＳ→回転子鉄心１２→回転子ヨ
ーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→
ギャップ→Ｎ極側鉄心２ａ→電機子ヨーク４を通る。こ
の場合、永久磁石１３による透磁率は空気に近く、磁気
抵抗が大きいため、直流磁束は突極状部１２ａを通る。
気抵抗が小さな経路を通り、Ｓ極側鉄心２ｂ→ギャップ
→Ｓ極側突極状部１２ａＳ→回転子鉄心１２→回転子ヨ
ーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→
ギャップ→Ｎ極側鉄心２ａ→電機子ヨーク４を通る。こ
の場合、永久磁石１３による透磁率は空気に近く、磁気
抵抗が大きいため、直流磁束は突極状部１２ａを通る。
【００３５】この結果、回転子表面での合成磁束数をみ
ると、図６（ａ）の如くＮ極側突極状部１２ａＮから出
た磁束が軸方向に並んでいるＳ極永久磁石１３へ至り、
Ｎ極永久磁石１３から出た磁束が軸方向に並んでいるＳ
極側突極状部１２ａＳへ至ることになる。
ると、図６（ａ）の如くＮ極側突極状部１２ａＮから出
た磁束が軸方向に並んでいるＳ極永久磁石１３へ至り、
Ｎ極永久磁石１３から出た磁束が軸方向に並んでいるＳ
極側突極状部１２ａＳへ至ることになる。
【００３６】したがって、電機子巻線３を構成する軸方
向に沿って配列された各コイルでは、Ｎ極側で切る磁束
の方向とＳ極側で切る磁束の方向が逆となり、互いに反
対方向の誘起電圧が生じ、全体として誘起電圧が減少す
る。
向に沿って配列された各コイルでは、Ｎ極側で切る磁束
の方向とＳ極側で切る磁束の方向が逆となり、互いに反
対方向の誘起電圧が生じ、全体として誘起電圧が減少す
る。
【００３７】つまり、直流励磁電流の大きさによって、
誘起電圧が小さくでき、その大きさによっては誘起電圧
を０とすることができる。
誘起電圧が小さくでき、その大きさによっては誘起電圧
を０とすることができる。
【００３８】かくして、永久磁石１３の磁束と同一方向
の磁束を作ることによって、等価的に界磁磁束を弱める
（減磁する）こととなる。
の磁束を作ることによって、等価的に界磁磁束を弱める
（減磁する）こととなる。
【００３９】＜直流励磁電流による磁束が永久磁石１３
の磁束と異なる（反対）方向となる場合、（ＩDC＜０の
場合）＞この場合についても永久磁石１３による磁束
は、Ｎ極永久磁石１３とＳ極永久磁石１３とで発生する
ことに変わりはない。
の磁束と異なる（反対）方向となる場合、（ＩDC＜０の
場合）＞この場合についても永久磁石１３による磁束
は、Ｎ極永久磁石１３とＳ極永久磁石１３とで発生する
ことに変わりはない。
【００４０】一方、直流の励磁巻線５による磁束は、や
はり磁気抵抗の小さな経路を通り、Ｎ極側鉄心２ａ→ギ
ャップ→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→回転子鉄心１２→回
転子ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｓ極側突極状部１２
ａＳ→ギャップ→Ｓ極側鉄心２ｂ→電機子ヨーク４を通
る。
はり磁気抵抗の小さな経路を通り、Ｎ極側鉄心２ａ→ギ
ャップ→Ｎ極側突極状部１２ａＮ→回転子鉄心１２→回
転子ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｓ極側突極状部１２
ａＳ→ギャップ→Ｓ極側鉄心２ｂ→電機子ヨーク４を通
る。
【００４１】この結果、回転子表面での合成磁束をみる
と、図６（ｃ）の如くＮ極永久磁石１３から出た磁束が
周方向に隣り合うＮ極側突極状部１２ａＮへ至り、また
Ｓ極側突極状部１２ａＳから出た磁束が周方向に隣り合
うＳ極永久磁石１３へ至ることになる。
と、図６（ｃ）の如くＮ極永久磁石１３から出た磁束が
周方向に隣り合うＮ極側突極状部１２ａＮへ至り、また
Ｓ極側突極状部１２ａＳから出た磁束が周方向に隣り合
うＳ極永久磁石１３へ至ることになる。
【００４２】したがって、電機子巻線３を構成する軸方
向に沿ってスロット内を通る各コイルでは、Ｎ極側で切
る磁束の方向とＳ極側で切る磁束の方向とが同方向とな
り、同一方向の誘起電圧が生じ、全体として誘起電圧が
増加する。すなわち、直流励磁電流の大きさによって誘
起電圧を調整し、この結果、直流界磁磁束を制御してハ
イブリッド励磁形永久磁石発電機の発電制御に資するこ
とができる。
向に沿ってスロット内を通る各コイルでは、Ｎ極側で切
る磁束の方向とＳ極側で切る磁束の方向とが同方向とな
り、同一方向の誘起電圧が生じ、全体として誘起電圧が
増加する。すなわち、直流励磁電流の大きさによって誘
起電圧を調整し、この結果、直流界磁磁束を制御してハ
イブリッド励磁形永久磁石発電機の発電制御に資するこ
とができる。
【００４３】＜ＨＰＧを用いた実施例の説明＞次に前述
したＨＰＧを用いた、本発明の実施例である電気自動車
用のハイブリッド方式駆動装置を、図１を参照して説明
する。
したＨＰＧを用いた、本発明の実施例である電気自動車
用のハイブリッド方式駆動装置を、図１を参照して説明
する。
【００４４】図１においてハイブリッド励磁形永久磁石
発電機（ＨＰＧ）５１は、図２〜図６を参照して説明し
たのと同じ構成及び機能を備えたＨＰＧであり、直流励
磁電流が流される励磁巻線５１ａを有している。このＨ
ＰＧ５１の回転子は、一定速度で回転駆動する原動機５
２により回転させられる。
発電機（ＨＰＧ）５１は、図２〜図６を参照して説明し
たのと同じ構成及び機能を備えたＨＰＧであり、直流励
磁電流が流される励磁巻線５１ａを有している。このＨ
ＰＧ５１の回転子は、一定速度で回転駆動する原動機５
２により回転させられる。
【００４５】ＨＰＧ５１には三相ブリッジ整流器５３が
接続され、この三相ブリッジ整流器５３にはバッテリー
５４及び駆動用インバータ５５が並列に接続されてい
る。このため、ＨＰＧ５１で発電された三相交流電流
は、整流器５３で直流電流に整流され、直流電流が電池
５４及び駆動用インバータ５５に供給される。駆動用イ
ンバータ５５は直流電流を最適な三相交流電流に変換し
て交流モータ５６へ送り、交流モータ５６が回転駆動し
て電気自動車が走行する。
接続され、この三相ブリッジ整流器５３にはバッテリー
５４及び駆動用インバータ５５が並列に接続されてい
る。このため、ＨＰＧ５１で発電された三相交流電流
は、整流器５３で直流電流に整流され、直流電流が電池
５４及び駆動用インバータ５５に供給される。駆動用イ
ンバータ５５は直流電流を最適な三相交流電流に変換し
て交流モータ５６へ送り、交流モータ５６が回転駆動し
て電気自動車が走行する。
【００４６】ＨＰＧ５１は更に励磁電源用補助整流器５
７にも三相交流電流を供給する。この整流器５７は三相
交流電流を直流電流に整流してチョッパ回路５８へ送
り、チョッパ回路５８は直流電流をチョッパ制御した電
流を励磁巻線５１ａに流す。つまりＨＰＧ５１自身で発
電した電流を励磁巻線５１ａに流すようにしている。即
ち、整流器５７及びチョッパ回路５８によりチョッパ形
界磁部が構成されている。そして励磁巻線５１ａに流す
励磁電流値を小さくすると減磁作用が生じ励磁電流値を
大きくすると増磁作用が生じてＨＰＧ５１の発電電圧を
調整することができる向きに、励磁巻線５１ａを巻回し
ている。
７にも三相交流電流を供給する。この整流器５７は三相
交流電流を直流電流に整流してチョッパ回路５８へ送
り、チョッパ回路５８は直流電流をチョッパ制御した電
流を励磁巻線５１ａに流す。つまりＨＰＧ５１自身で発
電した電流を励磁巻線５１ａに流すようにしている。即
ち、整流器５７及びチョッパ回路５８によりチョッパ形
界磁部が構成されている。そして励磁巻線５１ａに流す
励磁電流値を小さくすると減磁作用が生じ励磁電流値を
大きくすると増磁作用が生じてＨＰＧ５１の発電電圧を
調整することができる向きに、励磁巻線５１ａを巻回し
ている。
【００４７】周波数検出器７１は、ＨＰＧ５１の出力周
波数を検出して検出周波数Ｆd を出力する。検出周波数
ＦD は原動機５２の回転数に対応しており、原動機５２
の回転数が低いときには検出周波数Ｆd も小さく、原動
機５２の回転数が上昇するにつれて検出周波数Ｆd も上
昇する。原動機５２は、低回転域領域ではパワーが小さ
くエンジンストップが生じやすいため、次に述べるよう
に、原動機回転数が設定周波数よりも大きくなってから
発電制御をしている。
波数を検出して検出周波数Ｆd を出力する。検出周波数
ＦD は原動機５２の回転数に対応しており、原動機５２
の回転数が低いときには検出周波数Ｆd も小さく、原動
機５２の回転数が上昇するにつれて検出周波数Ｆd も上
昇する。原動機５２は、低回転域領域ではパワーが小さ
くエンジンストップが生じやすいため、次に述べるよう
に、原動機回転数が設定周波数よりも大きくなってから
発電制御をしている。
【００４８】三相ブリッジ整流器５３の出力のうち電圧
は整流器出力電圧Ｖdcとしてフィーードバックされる。
チョッパ作動・停止部５９は、整流器出力電圧Ｖdc及び
検出周波数Ｆd を監視しており、整流器出力電圧Ｖdcが
あらかじめ設定した電圧よりも大きくなり、且つ、検出
周波数Ｆd があらかじめ設定した周波数よりも大きくな
ったらチョッパ回路５８のチョッパ動作を開始させる。
また整流器出力電圧Ｖ dcが設定電圧よりも小さくなった
り、検出周波数ＦD が設定周波数よりも小さくなったり
したときにはチョッパ回路５８のチョッパ動作を停止さ
せる。かかる開始・停止制御は、前記設定電圧以上にな
ると励磁巻線５１ａに界磁電流を流すことができる電力
が発生すること、及び低回転域では原動機５２の出力が
小さくエンジンストップが生じやすいことを考慮して、
実行しているものである。
は整流器出力電圧Ｖdcとしてフィーードバックされる。
チョッパ作動・停止部５９は、整流器出力電圧Ｖdc及び
検出周波数Ｆd を監視しており、整流器出力電圧Ｖdcが
あらかじめ設定した電圧よりも大きくなり、且つ、検出
周波数Ｆd があらかじめ設定した周波数よりも大きくな
ったらチョッパ回路５８のチョッパ動作を開始させる。
また整流器出力電圧Ｖ dcが設定電圧よりも小さくなった
り、検出周波数ＦD が設定周波数よりも小さくなったり
したときにはチョッパ回路５８のチョッパ動作を停止さ
せる。かかる開始・停止制御は、前記設定電圧以上にな
ると励磁巻線５１ａに界磁電流を流すことができる電力
が発生すること、及び低回転域では原動機５２の出力が
小さくエンジンストップが生じやすいことを考慮して、
実行しているものである。
【００４９】電流検出器６０は三相ブリッジ整流器５３
から出力される直流電流を検出し、検出値である検出電
流Ｉdcを出力する。電流検出器６１は励磁巻線５１ａに
流れるチョッパ電流を検出し、検出値である検出界磁電
流Ｉfdを出力する。乗算器６２は、整流器出力電圧Ｖdc
に検出電流Ｉdcを乗算して、検出電力Ｐdcを出力する。
から出力される直流電流を検出し、検出値である検出電
流Ｉdcを出力する。電流検出器６１は励磁巻線５１ａに
流れるチョッパ電流を検出し、検出値である検出界磁電
流Ｉfdを出力する。乗算器６２は、整流器出力電圧Ｖdc
に検出電流Ｉdcを乗算して、検出電力Ｐdcを出力する。
【００５０】電流検出器８０と充電電流検出部８１は、
共働して、バッテリー５４への充電電流である検出充電
電流Ｉbad を検出して出力する。
共働して、バッテリー５４への充電電流である検出充電
電流Ｉbad を検出して出力する。
【００５１】比較器６３は、設定された制限電流Ｉs か
ら検出電流Ｉdcを減算して偏差電流ΔＩを出力する。そ
して電流制限部６４は偏差電流ΔＩをＰＩ（比例・積
分）演算制御して第１の界磁制限指令Ｉfs1 を出力す
る。一方、比較器６５は、設定された制限電力Ｐs から
検出電力Ｐdcを減算して偏差電力ΔＰを出力する。そし
て電力制限部６６は偏差電力ΔＰをＰＩ演算制御して第
２の界磁制限指令ＩfS2 を出力する。
ら検出電流Ｉdcを減算して偏差電流ΔＩを出力する。そ
して電流制限部６４は偏差電流ΔＩをＰＩ（比例・積
分）演算制御して第１の界磁制限指令Ｉfs1 を出力す
る。一方、比較器６５は、設定された制限電力Ｐs から
検出電力Ｐdcを減算して偏差電力ΔＰを出力する。そし
て電力制限部６６は偏差電力ΔＰをＰＩ演算制御して第
２の界磁制限指令ＩfS2 を出力する。
【００５２】比較器８２は、設定された制限充電電流Ｉ
bas から検出充電電流Ｉbad を減算して偏差充電電流Δ
Ｉbaを出力する。そして充電電流制限部８３は偏差充電
電流ΔＩbaをＰＩ（比例・積分）演算して第３の界磁制
限指令Ｉfs3 を出力する。
bas から検出充電電流Ｉbad を減算して偏差充電電流Δ
Ｉbaを出力する。そして充電電流制限部８３は偏差充電
電流ΔＩbaをＰＩ（比例・積分）演算して第３の界磁制
限指令Ｉfs3 を出力する。
【００５３】比較器６７は設定電圧Ｖs と整流器出力電
圧Ｖdcとの差を求めて偏差電圧ΔＶを出力する。界磁電
流指令部６８は偏差電圧ΔＶをＰＩ演算制御して界磁電
流指令Ｉfsを出力する。比較器６９は界磁電流指令Ｉfs
から、検出界磁電流Ｉfdのみならず直流電流による第１
の界磁制限指令Ｉfs1 ，電力による第２の界磁制限指令
Ｉfs2 及び充電電流による第３の界磁制限指令Ｉfs3 を
減算して偏差界磁電流指令ΔＩf を出力する。チョッパ
指令部７０は偏差界磁電流指令ΔＩf をＰＩ演算制御し
てチョッパ指令ＣＨを出力する。チョッパ回路５８は、
チョッパ作動・停止部５９により作動指令を受けている
ときに、チョッパ指令ＣＨに応じたＯＮ・ＯＦＦ割合で
チョッパ動作（ＯＮ，ＯＦＦ動作）をして、励磁巻線５
１ａに流す励磁電流の値を調整する。
圧Ｖdcとの差を求めて偏差電圧ΔＶを出力する。界磁電
流指令部６８は偏差電圧ΔＶをＰＩ演算制御して界磁電
流指令Ｉfsを出力する。比較器６９は界磁電流指令Ｉfs
から、検出界磁電流Ｉfdのみならず直流電流による第１
の界磁制限指令Ｉfs1 ，電力による第２の界磁制限指令
Ｉfs2 及び充電電流による第３の界磁制限指令Ｉfs3 を
減算して偏差界磁電流指令ΔＩf を出力する。チョッパ
指令部７０は偏差界磁電流指令ΔＩf をＰＩ演算制御し
てチョッパ指令ＣＨを出力する。チョッパ回路５８は、
チョッパ作動・停止部５９により作動指令を受けている
ときに、チョッパ指令ＣＨに応じたＯＮ・ＯＦＦ割合で
チョッパ動作（ＯＮ，ＯＦＦ動作）をして、励磁巻線５
１ａに流す励磁電流の値を調整する。
【００５４】上述したフィードバック制御系を構成する
ことにより、三相ブリッジ整流器５３の出力電圧（整流
器出力電圧Ｖdc）が設定電圧Ｖs に等しくなるように、
励磁巻線５１ａに流す励磁電流が調整される。つまり一
定電圧制御（ＡＶＲ）が実行できる。
ことにより、三相ブリッジ整流器５３の出力電圧（整流
器出力電圧Ｖdc）が設定電圧Ｖs に等しくなるように、
励磁巻線５１ａに流す励磁電流が調整される。つまり一
定電圧制御（ＡＶＲ）が実行できる。
【００５５】このようにＨＰＧ５１の励磁巻線５１ａに
流す励磁電流をチョッパ回路５８で調整し、ＨＰＧ５１
の三相出力を三相ブリッジ整流回路５３で整流してバッ
テリー５４やインバータ５５へ給電するようにしたの
で、インバータと同構成となっている従来用いていた複
雑なコンバータが不要になり、励磁回路系が簡単にな
る。
流す励磁電流をチョッパ回路５８で調整し、ＨＰＧ５１
の三相出力を三相ブリッジ整流回路５３で整流してバッ
テリー５４やインバータ５５へ給電するようにしたの
で、インバータと同構成となっている従来用いていた複
雑なコンバータが不要になり、励磁回路系が簡単にな
る。
【００５６】一方、電気自動車が急加速したり急勾配を
登ったりして交流モータ５６が大電流を要求する場合が
あるが、ＨＰＧ５１は最大定格（定格電力，定格電流）
以内で運転しなければならない。本実施例では、検出電
力Ｐdcが制限電力Ｐs を越えないようにするため、及び
検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs を越えないようにするため
に、比較器６９において、界磁電流指令Ｉfsから、検出
界磁電流Ｉfdのみならず、直流電流による界磁制限指令
Ｉfs1 ，電力による界磁制限指令Ｉfs2 及び充電電流に
よる界磁制限指令Ｉfs3 を減算して偏差界磁電流指令Δ
Ｉf を求め、これにより励磁巻線５１ａに流す励磁電流
を制限している。したがって検出電力Ｐ cdが制限電力Ｐ
s を越えることはなく、また検出電流Ｉdcが制限電流Ｉ
s を越えることはない。このためＨＰＧ５１に無理がか
からず安定した発電運転ができる。
登ったりして交流モータ５６が大電流を要求する場合が
あるが、ＨＰＧ５１は最大定格（定格電力，定格電流）
以内で運転しなければならない。本実施例では、検出電
力Ｐdcが制限電力Ｐs を越えないようにするため、及び
検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs を越えないようにするため
に、比較器６９において、界磁電流指令Ｉfsから、検出
界磁電流Ｉfdのみならず、直流電流による界磁制限指令
Ｉfs1 ，電力による界磁制限指令Ｉfs2 及び充電電流に
よる界磁制限指令Ｉfs3 を減算して偏差界磁電流指令Δ
Ｉf を求め、これにより励磁巻線５１ａに流す励磁電流
を制限している。したがって検出電力Ｐ cdが制限電力Ｐ
s を越えることはなく、また検出電流Ｉdcが制限電流Ｉ
s を越えることはない。このためＨＰＧ５１に無理がか
からず安定した発電運転ができる。
【００５７】結局本実施例では、 通常は整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧Ｖs と等しく
なるように電圧一定制御を行い、 検出電力Ｐdcが制限電力Ｐs に達したら、それ以上
は出力（電力）一定制御を行い、 検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs に達したら、それ以上
は電流一定制御を行う。
なるように電圧一定制御を行い、 検出電力Ｐdcが制限電力Ｐs に達したら、それ以上
は出力（電力）一定制御を行い、 検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs に達したら、それ以上
は電流一定制御を行う。
【００５８】上述したように本実施例では、駆動例の電
力消費に合わせて励磁巻線５１ａに流す励磁電流を制御
するだけでＨＰＧ５１の発電制御ができ、電気自動車用
のハイブリッド方式駆動装置が実現できた。また、電圧
一定制御、出力（電力）一定制御、電流一定制御と切り
換えて運転することにより、ＨＰＧ５１の発電性能を最
大限引き出すことができる。
力消費に合わせて励磁巻線５１ａに流す励磁電流を制御
するだけでＨＰＧ５１の発電制御ができ、電気自動車用
のハイブリッド方式駆動装置が実現できた。また、電圧
一定制御、出力（電力）一定制御、電流一定制御と切り
換えて運転することにより、ＨＰＧ５１の発電性能を最
大限引き出すことができる。
【００５９】また整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧よりも
大きく、且つ、検出周波数Ｆd が設定周波数よりも大き
い（つまり原動機５２が低速回転域ではない）ことを確
認してから、チョッパ動作を開始しているため、ＨＰＧ
５１及び原動機５２に対する保護を行うことができ、安
全・確実な運転ができる。
大きく、且つ、検出周波数Ｆd が設定周波数よりも大き
い（つまり原動機５２が低速回転域ではない）ことを確
認してから、チョッパ動作を開始しているため、ＨＰＧ
５１及び原動機５２に対する保護を行うことができ、安
全・確実な運転ができる。
【００６０】更に本実施例では、比較器６９により、充
電電流による第３の界磁制限指令Ｉ fs3 も考慮して、偏
差界磁電流指令ΔＩf を求めている。このためバッテリ
ー５４に流入する充電電流（検出充電電流）Ｉbad は、
バッテリー５４に適した電流許容値（制限充電電流）Ｉ
bas 以下に抑えられ、バッテリー５４を保護することが
できる。つまり、同一充電容量（Ａｈ）に対するバッテ
リー５４の内部抵抗損（Ｗｈ）は、検出充電電流Ｉbad
が小さいほど小さくなるので、このように検出充電電流
Ｉbad を抑えるよう界磁電流を制限することにより、バ
ッテリー５４の保護ができるのである。なお、バッテリ
ーの放電電流に関しては制限する必要はない。
電電流による第３の界磁制限指令Ｉ fs3 も考慮して、偏
差界磁電流指令ΔＩf を求めている。このためバッテリ
ー５４に流入する充電電流（検出充電電流）Ｉbad は、
バッテリー５４に適した電流許容値（制限充電電流）Ｉ
bas 以下に抑えられ、バッテリー５４を保護することが
できる。つまり、同一充電容量（Ａｈ）に対するバッテ
リー５４の内部抵抗損（Ｗｈ）は、検出充電電流Ｉbad
が小さいほど小さくなるので、このように検出充電電流
Ｉbad を抑えるよう界磁電流を制限することにより、バ
ッテリー５４の保護ができるのである。なお、バッテリ
ーの放電電流に関しては制限する必要はない。
【００６１】なお本発明は電気自動車に限らず、各種駆
動装置に適応することができる。
動装置に適応することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ハイブリッド方式駆動装置の発電機
としてハイブリッド励磁形永久磁石発電機（ＨＰＧ）を
用いたので、このＨＰＧの界磁巻線に流す電流を制御す
るだけで簡単に界磁制御をして出力電圧の調整ができ
る。しかも界磁制御系はチョッパ回路を用いて簡単に構
成できる。更にＨＰＧの交流出力は、整流機能のみを持
つ整流器で整流するだけでよい。この結果、界磁系にイ
ンバータなどの複雑な回路が不要となり回路構成が簡単
になる。
に本発明によれば、ハイブリッド方式駆動装置の発電機
としてハイブリッド励磁形永久磁石発電機（ＨＰＧ）を
用いたので、このＨＰＧの界磁巻線に流す電流を制御す
るだけで簡単に界磁制御をして出力電圧の調整ができ
る。しかも界磁制御系はチョッパ回路を用いて簡単に構
成できる。更にＨＰＧの交流出力は、整流機能のみを持
つ整流器で整流するだけでよい。この結果、界磁系にイ
ンバータなどの複雑な回路が不要となり回路構成が簡単
になる。
【００６３】また通常では整流器出力電圧が設定電圧と
等しくなるように電圧一定制御を行い、検出電力が制限
電力に達したらそれ以上は出力（電力）一定制御とな
り、検出電流が制限電流に達したら電流一定制御となる
ので、ＨＰＧを安定範囲内で運転することができる。ま
た、電圧一定制御、出力一定制御、電流一定制御と切り
換えて運転することによりＨＰＧの性能を最大限引き出
すことができる。
等しくなるように電圧一定制御を行い、検出電力が制限
電力に達したらそれ以上は出力（電力）一定制御とな
り、検出電流が制限電流に達したら電流一定制御となる
ので、ＨＰＧを安定範囲内で運転することができる。ま
た、電圧一定制御、出力一定制御、電流一定制御と切り
換えて運転することによりＨＰＧの性能を最大限引き出
すことができる。
【００６４】更にバッテリーの検出充電電流が制限充電
電流以上にならないように界磁電流を制御しているた
め、バッテリーを保護することができる。
電流以上にならないように界磁電流を制御しているた
め、バッテリーを保護することができる。
【図１】本発明の実施例に係る電気自動車用のハイブリ
ッド方式駆動装置を示すブロック構成図。
ッド方式駆動装置を示すブロック構成図。
【図２】実施例で用いるハイブリッド励磁形永久磁石発
電機を示す構成図。
電機を示す構成図。
【図３】ハイブリッド励磁形永久磁石発電機を示す側面
図。
図。
【図４】ハイブリッド励磁形永久磁石発電機の回転子を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図５】ハイブリッド励磁形永久磁石発電機の励磁巻線
５１ａを示す構成図。
５１ａを示す構成図。
【図６】ハイブリッド励磁形永久磁石発電機での磁束状
態を示す説明図。
態を示す説明図。
【図７】電気自動車用の従来のハイブリッド方式駆動装
置を示すブロック構成図。
置を示すブロック構成図。
５１ ハイブリッド励磁形永久磁石発電機（ＨＰＧ） ５１ａ 励磁巻線 ５２ 原動機 ５３ 三相ブリッジ整流器 ５４ バッテリー ５５ 駆動用インバータ ５６ 交流モータ ５７ 励磁電源用補助整流器 ５８ チョッパ回路 ５９ チョッパ作動・停止部 ６０，６１ 電流検出器 ６２ 乗算器 ６３，６５，６７，６９ 比較器 ６４ 電流制限部 ６６ 電力制限部 ７０ チョッパ指令部 ７１ 周波数検出器 ８０ 電流検出器 ８１ 充電電流検出部 ８２ 比較器 ８３ 充電電流制限部 Ｖs 設定電圧 Ｖdc 整流器出力電圧 Ｐs 制限電力 Ｐdc 検出電力 ΔＰ 偏差電力 Ｉs 制限電流 Ｉdc 検出電流 Ｉfd 検出界磁電流 Ｉfs 界磁電流指令 Ｉfs1 ，Ｉfs2 ，Ｉfs3 界磁制限指令 ΔＩ 偏差電流 ΔＩf 偏差界磁電流指令 Ｉbas 制限充電電流 Ｉbad 検出充電電流 Ｆd 検出周波数 ＣＨ チョッパ指令
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｒ
Claims (1)
- 【請求項１】 軸方向に並んで配置されたＮ極側電機子
鉄心及びＳ極側電機子鉄心と、Ｎ極側及びＳ極側の電機
子鉄心に亘り配設されたヨーク及び電機子巻線と、Ｎ極
側及びＳ極側の電機子鉄心の間の位置で周方向に沿い配
置された励磁巻線とでなる固定子と、回転子鉄心と、前
記Ｎ極側電機子鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され
且つ周方向に関し間隔をあけて交互に備えられた複数個
のＮ極永久磁石及びＮ極側突極状部と、前記Ｓ極側電機
子鉄心に対面する回転子鉄心面に配置され且つ周方向に
関し間隔をあけると共に前記Ｎ極永久磁石の配置ピッチ
からずれた配置ピッチで交互に備えられた複数個のＳ極
永久磁石及びＳ極側突極状部とでなる回転子とで構成し
たハイブリッド励磁形永久磁石発電機と、 このハイブリッド励磁形永久磁石発電機の回転子を回転
させる原動機と、 前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機が発電した交流
電流を直流電流に整流する整流器と、 この整流器で整流された直流電流を交流電流に変換して
交流モータへ供給する駆動用インバータと、 前記整流器で整流された直流電流により充電されると共
に、充電電流を前記駆動用インバータへ送るバッテリー
と、 このバッテリーに流れ込む充電電流である検出充電電流
を検出する充電電流検出部と、 前記ハイブリッド励磁形永久磁石発電機で発電した電流
を整流し、整流した直流電流をチョッパ制御して、ハイ
ブリッド励磁形永久磁石発電機の励磁巻線に流すチョッ
パ形界磁部と、 前記整流器の整流器出力電圧と設定電圧との偏差に応じ
た界磁電流指令を出力する界磁電流指令部と、 前記整流器の出力電流を検出した検出電流と制限電流と
の偏差に応じた第１の界磁制限指令を出力する電流制限
部と、 前記整流器出力電圧と検出電流を乗算してなる検出電力
と、制限電力との偏差に応じた第２の界磁制限指令を出
力する電力制限部と、 前記検出充電電流と制限充電電流との偏差に応じた第３
の界磁制限指令を出力する充電電流制限部と、 前記励磁巻線に流れる電流である検出界磁電流を検出す
る電流検出器と、 前記界磁電流指令から、前記検出界磁電流，第１の界磁
制限指令，第２の界磁制限指令及び第３の界磁制限指令
を減算して偏差界磁電流指令を求める比較器と、 前記偏差界磁電流指令に応じたチョッパ指令を作り、こ
のチョッパ指令を前記チョッパ形界磁部へ送ってチョッ
パ制御させるチョッパ指令部と、を有することを特徴と
するハイブリッド方式駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27195594A JPH08140214A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27195594A JPH08140214A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140214A true JPH08140214A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17507146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27195594A Pending JPH08140214A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08140214A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023121B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-04-04 | Denso Corporation | Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores |
| JP2006288186A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Lg Electronics Inc | 低速での発電効率が改善されたエスアール発電機 |
| JP2008042973A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | モータ制御装置を備えた電動車両 |
| US8008896B2 (en) | 2007-10-31 | 2011-08-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Output control apparatus of generator |
| FR2964509A1 (fr) * | 2010-09-06 | 2012-03-09 | Renault Sa | Procede de charge d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile |
| CN104617849A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-05-13 | 东南大学 | 一种混合励磁同步电机最大输出功率控制方法 |
| CN113315137A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 三相混合励磁同步调相机系统 |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27195594A patent/JPH08140214A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023121B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-04-04 | Denso Corporation | Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores |
| US7064466B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-06-20 | Denso Corporation | Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores |
| US7078840B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-07-18 | Denso Corporation | Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores |
| JP2006288186A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Lg Electronics Inc | 低速での発電効率が改善されたエスアール発電機 |
| JP2008042973A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | モータ制御装置を備えた電動車両 |
| US8008896B2 (en) | 2007-10-31 | 2011-08-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Output control apparatus of generator |
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| CN113315137A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 三相混合励磁同步调相机系统 |
| CN113315137B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-09-13 | 哈尔滨工业大学 | 三相混合励磁同步调相机系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030624 |