JPH0946809A - 電気自動車駆動用交流電動機 - Google Patents
電気自動車駆動用交流電動機Info
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- JPH0946809A JPH0946809A JP21424995A JP21424995A JPH0946809A JP H0946809 A JPH0946809 A JP H0946809A JP 21424995 A JP21424995 A JP 21424995A JP 21424995 A JP21424995 A JP 21424995A JP H0946809 A JPH0946809 A JP H0946809A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弱め界磁制御される永久磁石形同期電動機の
高速運転時に、インバータの出力側短絡により平滑コン
デンサに必要以上の電圧がかかるのを防ぐ方法をとる
と、大きな持続短絡電流が流れてスイッチング素子を故
障させる。 【解決手段】 電池を電源とし、インバータを介して駆
動される電気自動車駆動用の永久磁石形同期電動機に関
する。永久磁石形同期電動機の回転数ｎにおける電動機
端子から見た１相当たりのリアクタンスＸ（ｎ）が、 Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm （Ｅ0（ｎ）：回転数ｎにおける電動機の誘起電圧，Ｉ
Dm：インバータのスイッチング素子の許容最大通電電
流）という関係を満足するようにした。
高速運転時に、インバータの出力側短絡により平滑コン
デンサに必要以上の電圧がかかるのを防ぐ方法をとる
と、大きな持続短絡電流が流れてスイッチング素子を故
障させる。 【解決手段】 電池を電源とし、インバータを介して駆
動される電気自動車駆動用の永久磁石形同期電動機に関
する。永久磁石形同期電動機の回転数ｎにおける電動機
端子から見た１相当たりのリアクタンスＸ（ｎ）が、 Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm （Ｅ0（ｎ）：回転数ｎにおける電動機の誘起電圧，Ｉ
Dm：インバータのスイッチング素子の許容最大通電電
流）という関係を満足するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源とし、
インバータを介して駆動される電気自動車駆動用交流電
動機に関し、詳しくは永久磁石形同期電動機に関する。
インバータを介して駆動される電気自動車駆動用交流電
動機に関し、詳しくは永久磁石形同期電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、電池を電源とし、インバータを
介して交流電動機により車輪を駆動する電気自動車の公
知のパワートレインを示している。図において、１は主
電池であり、単位電池１０を必要個数直列接続して構成
されている。４は交流電動機５を駆動するインバータで
ある。３は保護ヒューズであり、必要に応じて用いられ
る。２は主スイッチであり、主電池１とインバータ４と
を電気的に接続し、または切り離すためのものである。
５は交流電動機であり、その軸は減速機６を介して差動
装置７に連結され、車輪８１，８２を駆動する。交流電
動機５としては、価格、性能、保守性の点で優れている
誘導電動機が多く用いられている。
介して交流電動機により車輪を駆動する電気自動車の公
知のパワートレインを示している。図において、１は主
電池であり、単位電池１０を必要個数直列接続して構成
されている。４は交流電動機５を駆動するインバータで
ある。３は保護ヒューズであり、必要に応じて用いられ
る。２は主スイッチであり、主電池１とインバータ４と
を電気的に接続し、または切り離すためのものである。
５は交流電動機であり、その軸は減速機６を介して差動
装置７に連結され、車輪８１，８２を駆動する。交流電
動機５としては、価格、性能、保守性の点で優れている
誘導電動機が多く用いられている。
【０００３】さて、電気自動車はエンジン自動車とほぼ
同じ性能が要求される。ここで、交流電動機のトルク−
回転数特性の一例を図３に示す。この図は、回転数０〜
Ｎ1まではトルク一定であり、Ｎ1よりも高速では出力一
定となる特性である。同図において、はアクセルペダ
ル踏込量が最大の場合、は最小、はその中間の場合
の特性を示している。
同じ性能が要求される。ここで、交流電動機のトルク−
回転数特性の一例を図３に示す。この図は、回転数０〜
Ｎ1まではトルク一定であり、Ｎ1よりも高速では出力一
定となる特性である。同図において、はアクセルペダ
ル踏込量が最大の場合、は最小、はその中間の場合
の特性を示している。
【０００４】電気自動車の重要な評価項目の一つにシス
テム効率がある。これはエンジン自動車の燃費に相当す
るものである。このシステム効率の大小は、電気自動車
の一充電走行距離に大きく影響する。電気自動車の場合
でもエンジン自動車と同様に、ほぼ定速走行では電動機
出力は小さく、加速時の最大出力の数分の１となる。し
かもこのような運転時間が長い。従って、電気自動車の
システム効率を高めることは、低出力範囲での効率を如
何に高めるかに帰結する。ここで、システム効率を左右
する主回路機器としては、交流電動機とインバータとが
ある。
テム効率がある。これはエンジン自動車の燃費に相当す
るものである。このシステム効率の大小は、電気自動車
の一充電走行距離に大きく影響する。電気自動車の場合
でもエンジン自動車と同様に、ほぼ定速走行では電動機
出力は小さく、加速時の最大出力の数分の１となる。し
かもこのような運転時間が長い。従って、電気自動車の
システム効率を高めることは、低出力範囲での効率を如
何に高めるかに帰結する。ここで、システム効率を左右
する主回路機器としては、交流電動機とインバータとが
ある。
【０００５】交流電動機に誘導電動機を使用する限り、
電動機の励磁電流は電動機電流から供給される。誘導電
動機の場合、この励磁電流が比較的大きいため（例えば
力率が０．７の場合、電動機電流の１／√２にも達す
る）、電動機電流そのものの値が大きくなってしまう。
また、インバータの発生損失はインバータ出力電流値
（電動機電流と同じ）に概略比例する。従って、電気自
動車駆動用交流電動機として誘導電動機を用いる方式で
は、システム効率の向上に限界がある。
電動機の励磁電流は電動機電流から供給される。誘導電
動機の場合、この励磁電流が比較的大きいため（例えば
力率が０．７の場合、電動機電流の１／√２にも達す
る）、電動機電流そのものの値が大きくなってしまう。
また、インバータの発生損失はインバータ出力電流値
（電動機電流と同じ）に概略比例する。従って、電気自
動車駆動用交流電動機として誘導電動機を用いる方式で
は、システム効率の向上に限界がある。
【０００６】このような問題点に鑑み、永久磁石により
磁極を構成した回転子を有する、永久磁石形同期電動機
を用いたシステムが提案されている。このシステムで
は、電動機の励磁は永久磁石により行なうので励磁電流
が不要になり、励磁電流に伴う損失は発生しないため、
この分、誘導電動機を用いる場合に比べてシステム全体
の効率が向上する。
磁極を構成した回転子を有する、永久磁石形同期電動機
を用いたシステムが提案されている。このシステムで
は、電動機の励磁は永久磁石により行なうので励磁電流
が不要になり、励磁電流に伴う損失は発生しないため、
この分、誘導電動機を用いる場合に比べてシステム全体
の効率が向上する。
【０００７】ここで、図４は回転子に円筒形永久磁石を
用いた永久磁石形同期電動機の公知例を示している。図
において、５１は軸、５２は円筒形永久磁石、５３は回
転子ヨークであり、これらによって回転子５５が構成さ
れている。また、５４は固定子ヨークである。永久磁石
５２は円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に着磁されて
おり、図では４極に着磁されている。この永久磁石５２
からは固定子ヨーク５４を介して磁束５０１，５０２が
常時発生しており、図示されていない固定子巻線の電流
を制御することにより、この電流と前記磁束５０１，５
０２とによる回転力が発生し、回転子５５が回転する。
用いた永久磁石形同期電動機の公知例を示している。図
において、５１は軸、５２は円筒形永久磁石、５３は回
転子ヨークであり、これらによって回転子５５が構成さ
れている。また、５４は固定子ヨークである。永久磁石
５２は円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に着磁されて
おり、図では４極に着磁されている。この永久磁石５２
からは固定子ヨーク５４を介して磁束５０１，５０２が
常時発生しており、図示されていない固定子巻線の電流
を制御することにより、この電流と前記磁束５０１，５
０２とによる回転力が発生し、回転子５５が回転する。
【０００８】図４に示した永久磁石形同期電動機を電気
自動車に適用する場合、同期電動機の界磁磁束が永久磁
石５２によって作られているため、磁束の大きさを大き
く変えること、すなわち弱め界磁運転が困難になってし
まう。
自動車に適用する場合、同期電動機の界磁磁束が永久磁
石５２によって作られているため、磁束の大きさを大き
く変えること、すなわち弱め界磁運転が困難になってし
まう。
【０００９】図５はこの様子を示したもので、実線は誘
導電動機の場合、一点鎖線は永久磁石形同期電動機の場
合である。同図では、電動機の回転数がＮ1の時に電動
機電圧Ｅが最大になる特性で示してある。図示するよう
に、誘導電動機の場合にはＮ1からＮmまで弱め界磁運転
ができるのに対し、同期電動機の場合にはＮmsで出力
（トルクＴ）が零となってしまう。これは、Ｎ1より高
速では電動機誘起電圧がインバータの出力電圧より大き
くなり、電動機電流Ｉが急減することに起因している。
導電動機の場合、一点鎖線は永久磁石形同期電動機の場
合である。同図では、電動機の回転数がＮ1の時に電動
機電圧Ｅが最大になる特性で示してある。図示するよう
に、誘導電動機の場合にはＮ1からＮmまで弱め界磁運転
ができるのに対し、同期電動機の場合にはＮmsで出力
（トルクＴ）が零となってしまう。これは、Ｎ1より高
速では電動機誘起電圧がインバータの出力電圧より大き
くなり、電動機電流Ｉが急減することに起因している。
【００１０】このため、図４に示した同期電動機におい
ても、回転数Ｎ1から高速域において弱め界磁を可能と
する方法が提案されている。図６は、公知の制御方法に
よる弱め界磁領域（Ｎ1よりも高速域）での電圧、電流
のフェーザ図を示している。以下、この図を用いて動作
を説明する。
ても、回転数Ｎ1から高速域において弱め界磁を可能と
する方法が提案されている。図６は、公知の制御方法に
よる弱め界磁領域（Ｎ1よりも高速域）での電圧、電流
のフェーザ図を示している。以下、この図を用いて動作
を説明する。
【００１１】図６において、Ｅmはインバータ出力電圧
すなわち電動機端子電圧、Ｅ0は永久磁石の磁束によっ
て発生する電動機誘起電圧であり、その大きさはＥmよ
りも大きい。Ｉは電動機電流であり、ＩqとＩdとから構
成される。ＩqはＥ0と同相のｑ軸電流（トルク電流）で
あり、トルクはこの電流に比例する。ＩdはＩqと直交す
るｄ軸電流（磁化電流）であり、永久磁石の磁束を等価
的に減じさせる電流である。
すなわち電動機端子電圧、Ｅ0は永久磁石の磁束によっ
て発生する電動機誘起電圧であり、その大きさはＥmよ
りも大きい。Ｉは電動機電流であり、ＩqとＩdとから構
成される。ＩqはＥ0と同相のｑ軸電流（トルク電流）で
あり、トルクはこの電流に比例する。ＩdはＩqと直交す
るｄ軸電流（磁化電流）であり、永久磁石の磁束を等価
的に減じさせる電流である。
【００１２】Ｘqはｑ軸上で作用するｑ軸リアクタン
ス、Ｘdはｄ軸上で作用するｄ軸リアクタンスであり、
ＸはＸqとＸdとの合成リアクタンスである。電動機端子
から見たリアクタンスはこの合成リアクタンスＸとな
る。電動機誘起電圧Ｅ0が電動機端子電圧Ｅmよりも大で
あっても、Ｉdを流すことにより（Ｉqは指令されたトル
クを発生させるため大きさは決まってしまう）、図６の
フェーザ図のようになって弱め界磁領域での同期電動機
の運転が可能になる。
ス、Ｘdはｄ軸上で作用するｄ軸リアクタンスであり、
ＸはＸqとＸdとの合成リアクタンスである。電動機端子
から見たリアクタンスはこの合成リアクタンスＸとな
る。電動機誘起電圧Ｅ0が電動機端子電圧Ｅmよりも大で
あっても、Ｉdを流すことにより（Ｉqは指令されたトル
クを発生させるため大きさは決まってしまう）、図６の
フェーザ図のようになって弱め界磁領域での同期電動機
の運転が可能になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図７は前述の弱め界磁
制御による同期電動機の電圧、電流、トルクの状態を回
転数ｎに対して示したものである。この図では、回転数
０〜Ｎ1はトルク一定、Ｎ1より高速では出力一定、すな
わちＴ∝１／Ｎの場合を示している。０〜Ｎ1の領域は
Ｉd＝０の運転領域であり、Ｎ＞Ｎ1の領域は弱め界磁領
域でＩd＜０である。Ｔ∝１／Ｎであるので、Ｉq∝１／
Ｎとなる。
制御による同期電動機の電圧、電流、トルクの状態を回
転数ｎに対して示したものである。この図では、回転数
０〜Ｎ1はトルク一定、Ｎ1より高速では出力一定、すな
わちＴ∝１／Ｎの場合を示している。０〜Ｎ1の領域は
Ｉd＝０の運転領域であり、Ｎ＞Ｎ1の領域は弱め界磁領
域でＩd＜０である。Ｔ∝１／Ｎであるので、Ｉq∝１／
Ｎとなる。
【００１４】Ｉdは、図７に示すように高速になるに従
って大きくなり、ＩdとＩqとのベクトル合成電流Ｉは、
図示するごとくトルクＴが最大となる回転数０〜Ｎ1の
領域ではＩ1である。なお、図では最大出力時に回転数
Ｎ2における電流がＩ1になるような電動機定数の場合で
示している。
って大きくなり、ＩdとＩqとのベクトル合成電流Ｉは、
図示するごとくトルクＴが最大となる回転数０〜Ｎ1の
領域ではＩ1である。なお、図では最大出力時に回転数
Ｎ2における電流がＩ1になるような電動機定数の場合で
示している。
【００１５】さて、インバータのスイッチング素子（一
般にはトランジスタが多く使われている）の定格容量
は、最大出力時の電流Ｉの大きさ（図７におけるＩ1）
に対応して選択される。これは、最大出力運転が連続で
はなく短時間であっても、スイッチング素子単体から見
た熱定格は連続動作と同様になってしまうためである。
ここで問題になるのは、高速域における保護であり、Ｅ
0＞Ｅmとなる運転中に直流側のスイッチやヒューズ（図
２の２，３に相当）が“開”となった場合の保護の問題
である。
般にはトランジスタが多く使われている）の定格容量
は、最大出力時の電流Ｉの大きさ（図７におけるＩ1）
に対応して選択される。これは、最大出力運転が連続で
はなく短時間であっても、スイッチング素子単体から見
た熱定格は連続動作と同様になってしまうためである。
ここで問題になるのは、高速域における保護であり、Ｅ
0＞Ｅmとなる運転中に直流側のスイッチやヒューズ（図
２の２，３に相当）が“開”となった場合の保護の問題
である。
【００１６】インバータ４の主回路は、図８に示すよう
にトランジスタ４１とダイオード４２とによりスイッチ
ングアームを構成し、直流入力側に平滑コンデンサ４３
が接続される。主電池とインバータとの間のスイッチ及
びヒューズが何れも“閉”の状態であれば、平滑コンデ
ンサ４３の電圧は主電池の電圧と等しいが、スイッチ及
びヒューズの何れかが“開”になると、平滑コンデンサ
４３は前記ダイオード４２を介して電動機誘起電圧Ｅ0
の尖頭値の大きさに充電される。高速域ではＥ0＞Ｅmで
あるから、この充電電圧が平滑コンデンサ４３の許容電
圧を超えた電圧になる可能性がある。このため、永久磁
石形同期電動機により弱め界磁制御を行なう場合、スイ
ッチやヒューズによりインバータの直流回路が“開”と
なっても、平滑コンデンサ４３に必要以上の電圧が加わ
らないように保護する必要がある。
にトランジスタ４１とダイオード４２とによりスイッチ
ングアームを構成し、直流入力側に平滑コンデンサ４３
が接続される。主電池とインバータとの間のスイッチ及
びヒューズが何れも“閉”の状態であれば、平滑コンデ
ンサ４３の電圧は主電池の電圧と等しいが、スイッチ及
びヒューズの何れかが“開”になると、平滑コンデンサ
４３は前記ダイオード４２を介して電動機誘起電圧Ｅ0
の尖頭値の大きさに充電される。高速域ではＥ0＞Ｅmで
あるから、この充電電圧が平滑コンデンサ４３の許容電
圧を超えた電圧になる可能性がある。このため、永久磁
石形同期電動機により弱め界磁制御を行なう場合、スイ
ッチやヒューズによりインバータの直流回路が“開”と
なっても、平滑コンデンサ４３に必要以上の電圧が加わ
らないように保護する必要がある。
【００１７】この方法として、平滑コンデンサ４３と並
列に、またはインバータ４の出力線間に電圧制御素子を
挿入して平滑コンデンサ４３に必要以上の電圧が加わら
ないようにする方法、インバータ４と電動機５との間に
開閉スイッチを挿入してこのスイッチを“開”にする方
法、及び、インバータ４の交流出力側の短絡制御動作に
よってインバータ４の直流回路電圧を規定値以下にする
方法等が提案されている。
列に、またはインバータ４の出力線間に電圧制御素子を
挿入して平滑コンデンサ４３に必要以上の電圧が加わら
ないようにする方法、インバータ４と電動機５との間に
開閉スイッチを挿入してこのスイッチを“開”にする方
法、及び、インバータ４の交流出力側の短絡制御動作に
よってインバータ４の直流回路電圧を規定値以下にする
方法等が提案されている。
【００１８】このうち、インバータ４の交流出力側の短
絡制御動作によって保護する方法は、他の方法に比べて
保護のための付加装置が不要であるという特徴があるの
で、できる限りこの方法によって保護することが望まし
い。以下、この保護方法につき説明する。インバータの
出力側を短絡した時の持続短絡電流ＩSは、数式１のよ
うになる。
絡制御動作によって保護する方法は、他の方法に比べて
保護のための付加装置が不要であるという特徴があるの
で、できる限りこの方法によって保護することが望まし
い。以下、この保護方法につき説明する。インバータの
出力側を短絡した時の持続短絡電流ＩSは、数式１のよ
うになる。
【００１９】
【数１】ＩS＝Ｅ0／Ｘ
【００２０】ここで、前記同様にＥ0は電動機誘起電
圧、Ｘは電動機の同期リアクタンスである。図５に示す
特性の従来の永久磁石形同期電動機では、リアクタンス
Ｘは％リアクタンス値で１０〜２０％程度であり、数式
１から、持続短絡電流ＩSは定格電流の５〜１０倍にも
達し、過渡時にはその倍近くまで増大するので、この保
護方法を採用することは困難であった。また、図７に示
した特性の永久磁石形同期電動機でも、短絡電流ＩSが
スイッチング素子（図８の例ではトランジスタ、ダイオ
ード）の許容通電電流を超えるとインバータは故障に発
展する。
圧、Ｘは電動機の同期リアクタンスである。図５に示す
特性の従来の永久磁石形同期電動機では、リアクタンス
Ｘは％リアクタンス値で１０〜２０％程度であり、数式
１から、持続短絡電流ＩSは定格電流の５〜１０倍にも
達し、過渡時にはその倍近くまで増大するので、この保
護方法を採用することは困難であった。また、図７に示
した特性の永久磁石形同期電動機でも、短絡電流ＩSが
スイッチング素子（図８の例ではトランジスタ、ダイオ
ード）の許容通電電流を超えるとインバータは故障に発
展する。
【００２１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、永久磁石形同期
電動機の高速運転時において平滑コンデンサに必要以上
の電圧が印加されるのを防止する方法として、インバー
タの出力側を短絡する保護方法を採れるようにした電気
自動車駆動用交流電動機を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、永久磁石形同期
電動機の高速運転時において平滑コンデンサに必要以上
の電圧が印加されるのを防止する方法として、インバー
タの出力側を短絡する保護方法を採れるようにした電気
自動車駆動用交流電動機を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電池を電源とし、インバータを介して駆
動される電気自動車駆動用交流電動機において、前記交
流電動機を永久磁石形同期電動機により構成し、この電
動機の回転数ｎにおける電動機端子から見た１相当たり
のリアクタンスＸ（ｎ）が、 Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm （Ｅ0（ｎ）：回転数ｎにおける電動機の誘起電圧，Ｉ
Dm：インバータのスイッチング素子の許容最大通電電
流）という関係を満足するようにしたものである。
め、本発明は、電池を電源とし、インバータを介して駆
動される電気自動車駆動用交流電動機において、前記交
流電動機を永久磁石形同期電動機により構成し、この電
動機の回転数ｎにおける電動機端子から見た１相当たり
のリアクタンスＸ（ｎ）が、 Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm （Ｅ0（ｎ）：回転数ｎにおける電動機の誘起電圧，Ｉ
Dm：インバータのスイッチング素子の許容最大通電電
流）という関係を満足するようにしたものである。
【００２３】
【作用】本発明では、永久磁石形同期電動機のリアクタ
ンスＸを上記数式のように選定することにより、弱め界
磁制御される電動機の高速運転時において、インバータ
直流回路の“開”動作に伴うインバータ出力側短絡動作
時に、インバータの短絡電流をスイッチング素子の許容
最大通電電流以下に制限する。
ンスＸを上記数式のように選定することにより、弱め界
磁制御される電動機の高速運転時において、インバータ
直流回路の“開”動作に伴うインバータ出力側短絡動作
時に、インバータの短絡電流をスイッチング素子の許容
最大通電電流以下に制限する。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、電気自動車駆動用交流電動機と
して永久磁石形同期電動機を使用した場合のインバータ
出力側短絡時の動作を、回転数ｎに対するＥ0（ｎ），
Ｘ（ｎ），ＩS（ｎ）の関係として示したものである。
Ｅ0（ｎ）は回転数ｎにおける永久磁石形同期電動機の
誘起電圧であり、図１に示すように回転数ｎに比例して
増加する。また、Ｘ（ｎ）は電動機端子から見た回転数
ｎにおける１相当たりのリアクタンスであり、Ｅ
0（ｎ）と同様に図１に示すごとく回転数ｎに比例して
増加する。なお、ＩS（ｎ）はインバータの出力側短絡
時の短絡電流である。ここで、Ｘ（ｎ）は数式２を満足
するように選定される。
態を説明する。図１は、電気自動車駆動用交流電動機と
して永久磁石形同期電動機を使用した場合のインバータ
出力側短絡時の動作を、回転数ｎに対するＥ0（ｎ），
Ｘ（ｎ），ＩS（ｎ）の関係として示したものである。
Ｅ0（ｎ）は回転数ｎにおける永久磁石形同期電動機の
誘起電圧であり、図１に示すように回転数ｎに比例して
増加する。また、Ｘ（ｎ）は電動機端子から見た回転数
ｎにおける１相当たりのリアクタンスであり、Ｅ
0（ｎ）と同様に図１に示すごとく回転数ｎに比例して
増加する。なお、ＩS（ｎ）はインバータの出力側短絡
時の短絡電流である。ここで、Ｘ（ｎ）は数式２を満足
するように選定される。
【００２５】
【数２】Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm
【００２６】数式２において、ＩDmはインバータのスイ
ッチング素子によって定まる許容最大通電電流である。
電動機リアクタンスＸを数式２のように選定すると、イ
ンバータの短絡電流ＩS（ｎ）は数式３のようになる。
ッチング素子によって定まる許容最大通電電流である。
電動機リアクタンスＸを数式２のように選定すると、イ
ンバータの短絡電流ＩS（ｎ）は数式３のようになる。
【００２７】
【数３】ＩS（ｎ）≦ＩDm
【００２８】前述のごとくＸ（ｎ），Ｅ0（ｎ）は電動
機の回転数ｎに比例するため、インバータの短絡電流Ｉ
S（ｎ）は、図１のように回転数ｎの大きさに無関係に
一定となり、数式３の関係が保たれることになる。
機の回転数ｎに比例するため、インバータの短絡電流Ｉ
S（ｎ）は、図１のように回転数ｎの大きさに無関係に
一定となり、数式３の関係が保たれることになる。
【００２９】なお、上記実施形態は、円筒形永久磁石を
有する回転子を備えた三相同期電動機に関するものであ
るが、本発明は、永久磁石形同期電動機であって他の磁
石構造や回転子構造を持つもの、更には三相以外の永久
磁石形同期電動機にも適用することができる。
有する回転子を備えた三相同期電動機に関するものであ
るが、本発明は、永久磁石形同期電動機であって他の磁
石構造や回転子構造を持つもの、更には三相以外の永久
磁石形同期電動機にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、永久磁石
形同期電動機のリアクタンスを、インバータの出力側短
絡電流の大きさがスイッチング素子の許容最大通電電流
以下になるような値に選定したため、次の効果がある。 （１）電動機の運転中にインバータの直流回路が“開”
となった場合、インバータの出力側を短絡する保護動作
を実現できるので、インバータの入力側の直流電圧（平
滑コンデンサの電圧）が必要以上の電圧になる恐れがな
い。
形同期電動機のリアクタンスを、インバータの出力側短
絡電流の大きさがスイッチング素子の許容最大通電電流
以下になるような値に選定したため、次の効果がある。 （１）電動機の運転中にインバータの直流回路が“開”
となった場合、インバータの出力側を短絡する保護動作
を実現できるので、インバータの入力側の直流電圧（平
滑コンデンサの電圧）が必要以上の電圧になる恐れがな
い。
【００３１】（２）インバータの短絡電流によりスイッ
チング素子が故障する心配がない。 （３）上記（１），（２）により、高速域で弱め界磁動
作となる永久磁石形同期電動機駆動用のインバータの直
流回路が“開”となる故障に対して、十分な保護を実現
することができる。
チング素子が故障する心配がない。 （３）上記（１），（２）により、高速域で弱め界磁動
作となる永久磁石形同期電動機駆動用のインバータの直
流回路が“開”となる故障に対して、十分な保護を実現
することができる。
【図１】本発明の実施形態における特性図である。
【図２】電気自動車の公知のパワートレインを示す図で
ある。
ある。
【図３】交流電動機のトルク−回転数特性の一例を示す
図である。
図である。
【図４】同期電動機の公知例を示す構成図である。
【図５】誘導電動機及び従来の永久磁石形同期電動機の
特性図である。
特性図である。
【図６】公知の制御方法による弱め界磁領域での電圧、
電流のフェーザ図である。
電流のフェーザ図である。
【図７】弱め界磁制御による従来の永久磁石形同期電動
機の特性図である。
機の特性図である。
【図８】インバータの主回路構成図である。
１ 主電池 ２ 主スイッチ ３ 保護ヒューズ ４ インバータ ５ 交流電動機 ５１ 軸 ５２ 円筒形永久磁石 ５３ 回転子ヨーク ５４ 固定子ヨーク ５５ 回転子 ５０１，５０２ 磁束 ６ 減速機 ７ 差動装置 ８１，８２ 車輪 １０ 単位電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 研二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 菊池 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 麻生 剛 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 北田 眞一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 電池を電源とし、インバータを介して駆
動される電気自動車駆動用交流電動機において、 前記交流電動機を永久磁石形同期電動機により構成し、
この電動機の回転数ｎにおける電動機端子から見た１相
当たりのリアクタンスＸ（ｎ）が、 Ｘ（ｎ）≧Ｅ0（ｎ）／ＩDm （Ｅ0（ｎ）：回転数ｎにおける電動機の誘起電圧，Ｉ
Dm：インバータのスイッチング素子の許容最大通電電
流）という関係を満足するようにしたことを特徴とする
電気自動車駆動用交流電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21424995A JPH0946809A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電気自動車駆動用交流電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21424995A JPH0946809A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電気自動車駆動用交流電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946809A true JPH0946809A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16652645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21424995A Pending JPH0946809A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電気自動車駆動用交流電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0946809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6175235B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-01-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thickness detecting caliper for sheet material having elastic arms with printed coils |
| WO2009138821A3 (en) * | 2008-05-16 | 2010-08-26 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for control of an ac electric motor with field weakening |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP21424995A patent/JPH0946809A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6175235B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-01-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thickness detecting caliper for sheet material having elastic arms with printed coils |
| USRE39037E1 (en) * | 1997-09-30 | 2006-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thickness detecting caliper for sheet material having elastic arms with printed coils |
| WO2009138821A3 (en) * | 2008-05-16 | 2010-08-26 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for control of an ac electric motor with field weakening |
| US8604735B2 (en) | 2008-05-16 | 2013-12-10 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for control of an AC electric motor with field weakening |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040602 |