JPH0879909A - 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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- JPH0879909A JPH0879909A JP6206318A JP20631894A JPH0879909A JP H0879909 A JPH0879909 A JP H0879909A JP 6206318 A JP6206318 A JP 6206318A JP 20631894 A JP20631894 A JP 20631894A JP H0879909 A JPH0879909 A JP H0879909A
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- 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、発電機能力を最大限に引き出す。 【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、発電機能力を最大限に引き出す。 【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、この直流電流を電池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、この直流電流を電池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、余剰電力が電池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及び電池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、余剰電力が電池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及び電池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。
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。
【０００９】結局、交流発電機０２として誘導発電機や
通常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。
通常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】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したハイブリッド
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したハイブリッド
方式駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の本発明の構成は、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
じた偏差電流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
の偏差に応じた偏差電力を出力する電力制限部と、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，偏差電力及び偏差電流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。
の本発明の構成は、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
じた偏差電流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
の偏差に応じた偏差電力を出力する電力制限部と、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，偏差電力及び偏差電流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。
【００１２】また第２の本発明の構成は、前記整流器出
力電圧の値が設定値以上になったときに前記チョッパ形
界磁部のチョッパ動作を作動させ、前記整流器出力電圧
の値が前記設定値よりも小さくなったときに前記チョッ
パ形界磁部のチョッパ動作を停止させるチョッパ作動・
停止部が更に備えられていることを特徴とする。
力電圧の値が設定値以上になったときに前記チョッパ形
界磁部のチョッパ動作を作動させ、前記整流器出力電圧
の値が前記設定値よりも小さくなったときに前記チョッ
パ形界磁部のチョッパ動作を停止させるチョッパ作動・
停止部が更に備えられてい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】更に本発明では、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】
【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。
【００１６】＜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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】＜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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】＜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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】＜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。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】＜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。
【００４３】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。
【００４４】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には電池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５
５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には電池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５
５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。
【００４５】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。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。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。
【００４６】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Ｖf 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、整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧Ｖ
f よりも小さい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Ｖf 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Ｖf 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、整流器出力電圧Ｖdcが設定電圧Ｖ
f よりも小さい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Ｖf 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を考慮して、実行してい
るものである。
【００４７】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。
【００４８】比較器６３は、設定された制限電流Ｉs か
ら検出電流Ｉdcを減算して減算値Ｉ s −Ｉdcを出力す
る。そして電流制限部６４は減算値Ｉs −ＩdcをＰＩ
（比例・積分）演算制御して偏差電流ΔＩ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を減算して減算値Ｐs −Ｐdcを出力する。そし
て電力制限部６６は減算値Ｐs −ＰdcをＰＩ演算制御し
て偏差電力ΔＰを出力する。
ら検出電流Ｉdcを減算して減算値Ｉ s −Ｉdcを出力す
る。そして電流制限部６４は減算値Ｉs −ＩdcをＰＩ
（比例・積分）演算制御して偏差電流ΔＩ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を減算して減算値Ｐs −Ｐdcを出力する。そし
て電力制限部６６は減算値Ｐs −ＰdcをＰＩ演算制御し
て偏差電力ΔＰを出力する。
【００４９】比較器６９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６４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のみならず偏差電流ΔＩ及び偏
差電力ΔＰ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６６は偏差界磁電流指令ΔＩf をＰ
Ｉ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５１ａ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６４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のみならず偏差電流ΔＩ及び偏
差電力ΔＰ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６６は偏差界磁電流指令ΔＩf をＰ
Ｉ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５１ａに流す励磁電流の値を調整する。
【００５０】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。
【００５１】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で整流して電池
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で整流して電池
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。
【００５２】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、偏差電力ΔＰ及び偏差電流Δ
Ｉを減算して偏差界磁電流指令ΔＩf 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Ｐcdが制限電力Ｐs を越えることはな
く、また検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs 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、偏差電力ΔＰ及び偏差電流Δ
Ｉを減算して偏差界磁電流指令ΔＩf 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Ｐcdが制限電力Ｐs を越えることはな
く、また検出電流Ｉdcが制限電流Ｉs 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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】
【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。
【００５７】また、整流器の直流出力電圧が設定値以上
になってからチョッパ形界磁部でのチョッパ動作を開始
するため、安定して界磁電流制御ができる。
になってからチョッパ形界磁部でのチョッパ動作を開始
するため、安定して界磁電流制御ができる。
【００５８】更に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Ｉdc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Ｉdc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。
【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 電池 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 Ｖs 設定電圧 Ｖdc 整流器出力電圧 Ｐs 制限電力 Ｐdc 検出電流 Ｉs 制限電流 Ｉdc 検出電流 Ｉfd 検出界磁電流
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の本発明の構成は、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の界磁制限指令及び第２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。
の本発明の構成は、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の界磁制限指令及び第２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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】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及び電力による第２の界磁制限指
令Ｉfs2 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・ＯＦ
Ｆ割合でチョッパ動作（ＯＮ，ＯＦＦ動作）をして、励
磁巻線５１ａ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及び電力による第２の界磁制限指
令Ｉfs2 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・ＯＦ
Ｆ割合でチョッパ動作（ＯＮ，ＯＦＦ動作）をして、励
磁巻線５１ａに流す励磁電流の値を調整する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】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及び電力による界磁制限指令Ｉfs2 を減算して偏差
界磁電流指令ΔＩf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
dc が制限電力Ｐsを越えることはなく、また検出電流Ｉ
dcが制限電流Ｉsを越えることはない。このためＨＰＧ
５１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及び電力による界磁制限指令Ｉfs2 を減算して偏差
界磁電流指令ΔＩf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
dc が制限電力Ｐsを越えることはなく、また検出電流Ｉ
dcが制限電流Ｉsを越えることはない。このためＨＰＧ
５１に無理がかからず安定した発電運転ができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (2)
- 【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
の偏差に応じた偏差電流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偏差電力を出力する電力
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，偏差電力及
び偏差電流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。 - 【請求項２】 前記整流器出力電圧の値が設定値以上に
なったときに前記チョッパ形界磁部のチョッパ動作を作
動させ、前記整流器出力電圧の値が前記設定値よりも小
さくなったときに前記チョッパ形界磁部のチョッパ動作
を停止させるチョッパ作動・停止部が更に備えられてい
ることを特徴とする請求項１のハイブリッド方式駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206318A JPH0879909A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206318A JPH0879909A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0879909A true JPH0879909A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16521319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206318A Pending JPH0879909A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ハイブリッド方式駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0879909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0812058A2 (en) * | 1996-06-05 | 1997-12-10 | Denso Corporation | Generating system including generator having permanent magnet |
| JP2003047297A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 発電機の発電制御装置及び発電制御方法 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206318A patent/JPH0879909A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0812058A2 (en) * | 1996-06-05 | 1997-12-10 | Denso Corporation | Generating system including generator having permanent magnet |
| EP0812058A3 (en) * | 1996-06-05 | 1998-02-04 | Denso Corporation | Generating system including generator having permanent magnet |
| JP2003047297A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 発電機の発電制御装置及び発電制御方法 |
| JP4710188B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2011-06-29 | トヨタ自動車株式会社 | 発電機の発電制御装置及び発電制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021105 |