JPH10215522A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH10215522A JPH10215522A JP34077697A JP34077697A JPH10215522A JP H10215522 A JPH10215522 A JP H10215522A JP 34077697 A JP34077697 A JP 34077697A JP 34077697 A JP34077697 A JP 34077697A JP H10215522 A JPH10215522 A JP H10215522A
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- JP
- Japan
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- power supply
- current
- charging
- stator winding
- switching
- Prior art date
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- Y02T10/7005—
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- Y02T10/7241—
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- 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
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Y02T90/127—
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源装置のインダクターの絶縁劣化による漏
れ電流で、シャーシ等が電気腐食を生じないようにする
ことである。 【解決手段】 交流電源11と整流器12を結ぶ導通線
71の途中に、その導通と遮断とを行う充電用スイッチ
ング手段3を設け、その整流器12側には充電用スイッ
チング手段3の作動により整流器12に入力する電圧を
昇圧せしめるインダクター2を、これと整流器12とが
並列になるように接続せしめ、万一、インダクター2が
絶縁劣化しても交流電源11側からの漏れ電流が、イン
ダクター2に交流電圧が印加されることで実質的に0と
なるようにする。
れ電流で、シャーシ等が電気腐食を生じないようにする
ことである。 【解決手段】 交流電源11と整流器12を結ぶ導通線
71の途中に、その導通と遮断とを行う充電用スイッチ
ング手段3を設け、その整流器12側には充電用スイッ
チング手段3の作動により整流器12に入力する電圧を
昇圧せしめるインダクター2を、これと整流器12とが
並列になるように接続せしめ、万一、インダクター2が
絶縁劣化しても交流電源11側からの漏れ電流が、イン
ダクター2に交流電圧が印加されることで実質的に0と
なるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は交流を直流に変換す
る電源装置に関する。
る電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電力から直流電力を得る電源装置
は、交流を直流に変換する整流器を備えている。整流器
の出力電圧は交流の波高値に依存するので、高電圧を得
るため交流電力を昇圧するトランスが用いられる。しか
しながらトランスは大型、大重量の部品であるため特開
平7−87616号公報記載の電気自動車用充電回路の
ように、商用電源等の交流電源からの交流電力を直流に
変換する整流回路とその出力端間にスイッチング素子と
インダクターを直列に設け、スイッチング素子のオン期
間に整流回路から出力されたエネルギーをインダクター
に蓄積しスイッチング素子のオフ期間に昇圧して出力す
るようにしている。この特開平7−87616号公報記
載の発明は電気自動車用のものであり、インダクターと
して動力用の交流モータの固定子巻線を用いることで軽
量化およびコストの低減を図っている。
は、交流を直流に変換する整流器を備えている。整流器
の出力電圧は交流の波高値に依存するので、高電圧を得
るため交流電力を昇圧するトランスが用いられる。しか
しながらトランスは大型、大重量の部品であるため特開
平7−87616号公報記載の電気自動車用充電回路の
ように、商用電源等の交流電源からの交流電力を直流に
変換する整流回路とその出力端間にスイッチング素子と
インダクターを直列に設け、スイッチング素子のオン期
間に整流回路から出力されたエネルギーをインダクター
に蓄積しスイッチング素子のオフ期間に昇圧して出力す
るようにしている。この特開平7−87616号公報記
載の発明は電気自動車用のものであり、インダクターと
して動力用の交流モータの固定子巻線を用いることで軽
量化およびコストの低減を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特開
平7−87616号公報記載の電気自動車用充電回路で
は、インダクターである固定子巻線の絶縁劣化により、
固定子巻線がシャーシ等と導通するおそれがある。一般
的に交流電源の出力端の一方はアースされており、感電
事故防止のため充電中はシャーシもアースされることが
多いので、シャーシ、アース、交流電源、整流回路、固
定子巻線と還流する閉回路が形成される。固定子巻線の
電位は直流の出力電圧によりオフセットしているので、
固定子巻線からシャーシに直流成分を持った漏れ電流が
生じ、シャーシに電気腐食が生じるという問題があっ
た。
平7−87616号公報記載の電気自動車用充電回路で
は、インダクターである固定子巻線の絶縁劣化により、
固定子巻線がシャーシ等と導通するおそれがある。一般
的に交流電源の出力端の一方はアースされており、感電
事故防止のため充電中はシャーシもアースされることが
多いので、シャーシ、アース、交流電源、整流回路、固
定子巻線と還流する閉回路が形成される。固定子巻線の
電位は直流の出力電圧によりオフセットしているので、
固定子巻線からシャーシに直流成分を持った漏れ電流が
生じ、シャーシに電気腐食が生じるという問題があっ
た。
【0004】そこで本発明は、インダクターの漏れ電流
によるシャーシの電気腐食を防止する電源装置を提供す
ることを目的とする。
によるシャーシの電気腐食を防止する電源装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、整流器により交流電源からの交流電力を直流電力に
変換して被給電手段に供給する電源装置において、交流
電源の出力端と整流器の入力端間を結ぶ導通線の途中
に、導通線の導通と遮断とをおこなう充電用スイッチン
グ手段を設け、充電用スイッチング手段の整流器側には
インダクターを、これと整流器とが並列になるように接
続せしめ、かつ充電用スイッチング手段を、これが上記
交流電力の周期よりも短い周期で導通線の導通と遮断と
を行うように制御する充電用スイッチング制御手段を具
備せしめる。
は、整流器により交流電源からの交流電力を直流電力に
変換して被給電手段に供給する電源装置において、交流
電源の出力端と整流器の入力端間を結ぶ導通線の途中
に、導通線の導通と遮断とをおこなう充電用スイッチン
グ手段を設け、充電用スイッチング手段の整流器側には
インダクターを、これと整流器とが並列になるように接
続せしめ、かつ充電用スイッチング手段を、これが上記
交流電力の周期よりも短い周期で導通線の導通と遮断と
を行うように制御する充電用スイッチング制御手段を具
備せしめる。
【0006】充電用スイッチング手段により交流電源か
らの入力電流がオンオフし上記整流器には上記インダク
ターに一旦蓄積された電気エネルギーが交流電力となっ
て入力する。しかして整流器から上記被給電手段に直流
電力が供給される。もし万一インダクターの一部が絶縁
劣化を起こしインダクターが電源装置のシャーシ等を介
してアースと導通し、インダクターからアース、交流電
源を経て再びインダクターに還流する閉回路が形成され
ても、上記インダクターには交流をスイッチングした電
圧が印加されているから上記シャーシ等に流れる漏れ電
流も交流がスイッチングされたものとなり、その直流成
分は回路の非対称性より生ずるごく微弱なものとなる。
しかして上記シャーシ等は漏れ電流による電気腐食が防
止される。
らの入力電流がオンオフし上記整流器には上記インダク
ターに一旦蓄積された電気エネルギーが交流電力となっ
て入力する。しかして整流器から上記被給電手段に直流
電力が供給される。もし万一インダクターの一部が絶縁
劣化を起こしインダクターが電源装置のシャーシ等を介
してアースと導通し、インダクターからアース、交流電
源を経て再びインダクターに還流する閉回路が形成され
ても、上記インダクターには交流をスイッチングした電
圧が印加されているから上記シャーシ等に流れる漏れ電
流も交流がスイッチングされたものとなり、その直流成
分は回路の非対称性より生ずるごく微弱なものとなる。
しかして上記シャーシ等は漏れ電流による電気腐食が防
止される。
【0007】請求項2記載の発明では、上記充電用スイ
ッチング手段が設けられる上記導通線を、上記交流電源
の各出力端に、該出力端と整流器の入力端の一方および
上記出力端と整流器の入力端の他方を結ぶように1対づ
つ設ける。上記充電用スイッチング制御手段は、上記交
流電源の出力端を共通とする導通線に設けられた充電用
スイッチング手段同志が互いに反転作動するように、か
つ上記整流器の入力端を共通とする導通線に設けられた
充電用スイッチング手段同志が互いに反転作動するよう
に設定する。
ッチング手段が設けられる上記導通線を、上記交流電源
の各出力端に、該出力端と整流器の入力端の一方および
上記出力端と整流器の入力端の他方を結ぶように1対づ
つ設ける。上記充電用スイッチング制御手段は、上記交
流電源の出力端を共通とする導通線に設けられた充電用
スイッチング手段同志が互いに反転作動するように、か
つ上記整流器の入力端を共通とする導通線に設けられた
充電用スイッチング手段同志が互いに反転作動するよう
に設定する。
【0008】各導通線に設けられた上記充電用スイッチ
ング手段が上記充電用スイッチング制御手段により上記
のごとく制御せしめられることにより、整流器の入力端
は、これと接続される交流電源の出力端が切り換わる。
上記インダクターには交流電源からの入力電圧が上記充
電用スイッチング手段が反転作動する周期で逆相に切り
換わる。すなわち上記インダクターには交流電源の周波
数よりも高い周波数の交流電圧が印加されるから、これ
を十分高い周波数に設定することにより上記インダクタ
ーの振動数は人間の可聴周波数を越え、騒音が防止され
る。
ング手段が上記充電用スイッチング制御手段により上記
のごとく制御せしめられることにより、整流器の入力端
は、これと接続される交流電源の出力端が切り換わる。
上記インダクターには交流電源からの入力電圧が上記充
電用スイッチング手段が反転作動する周期で逆相に切り
換わる。すなわち上記インダクターには交流電源の周波
数よりも高い周波数の交流電圧が印加されるから、これ
を十分高い周波数に設定することにより上記インダクタ
ーの振動数は人間の可聴周波数を越え、騒音が防止され
る。
【0009】請求項3記載の発明では、上記インダクタ
ーの後段かつ上記整流器の前段に、これらが設けられる
導通線の導通と遮断とをする突入防止用スイッチング手
段を設け、突入防止用スイッチング手段を上記充電用ス
イッチング手段と反転作動するように制御する突入防止
用スイッチング制御手段を具備せしめる。
ーの後段かつ上記整流器の前段に、これらが設けられる
導通線の導通と遮断とをする突入防止用スイッチング手
段を設け、突入防止用スイッチング手段を上記充電用ス
イッチング手段と反転作動するように制御する突入防止
用スイッチング制御手段を具備せしめる。
【0010】上記充電用スイッチング手段が導通してい
るときには突入防止用スイッチング手段が上記整流器へ
の電流を遮断するから、上記充電用スイッチング手段が
導通した瞬間に交流電源から整流器へ流れ込む突入電流
が防止される。
るときには突入防止用スイッチング手段が上記整流器へ
の電流を遮断するから、上記充電用スイッチング手段が
導通した瞬間に交流電源から整流器へ流れ込む突入電流
が防止される。
【0011】請求項4記載の発明では、上記交流電源か
らの入力電流を検出する電流検出手段を設け、上記充電
用スイッチング制御手段を、電流検出手段により検出さ
れた電流値に基づいて1周期における平均電流が交流電
源からの入力電圧に比例するように上記スイッチング手
段の導通時間および遮断時間を設定する。
らの入力電流を検出する電流検出手段を設け、上記充電
用スイッチング制御手段を、電流検出手段により検出さ
れた電流値に基づいて1周期における平均電流が交流電
源からの入力電圧に比例するように上記スイッチング手
段の導通時間および遮断時間を設定する。
【0012】充電用スイッチング手段の周期は交流電源
の周期に比して短いから平均電流が入力電圧に比例する
ように上記スイッチング手段の導通時間および遮断時間
を制御することにより、実質的に入力電流が入力電圧に
比例する。しかして入力電力の力率が高められ効率的に
整流器に電力を供給できる。
の周期に比して短いから平均電流が入力電圧に比例する
ように上記スイッチング手段の導通時間および遮断時間
を制御することにより、実質的に入力電流が入力電圧に
比例する。しかして入力電力の力率が高められ効率的に
整流器に電力を供給できる。
【0013】請求項5記載の発明では、上記充電用スイ
ッチング手段が導通時にこれより上記整流器への電流が
制限されている時、上記充電用スイッチング手段の導通
時間と遮断時間とをそれぞれ予め設定した所定値に設定
し、かつ上記遮断時間を、上記充電用スイッチング手段
の遮断期間に上記インダクターに流れる電流が0になる
までの時間よりも長く設定する。
ッチング手段が導通時にこれより上記整流器への電流が
制限されている時、上記充電用スイッチング手段の導通
時間と遮断時間とをそれぞれ予め設定した所定値に設定
し、かつ上記遮断時間を、上記充電用スイッチング手段
の遮断期間に上記インダクターに流れる電流が0になる
までの時間よりも長く設定する。
【0014】上記突入防止用スイッチング手段等によ
り、充電用スイッチング手段より上記整流器への電流が
遮断された状態では、交流電源の負荷は上記インダクタ
ーのみとなる。充電用スイッチング手段は交流電源の周
波数よりも高いスイッチング周波数で作動するから、充
電用スイッチング手段の導通時にはインダクターに印加
される電圧は一定とみなせる。また充電用スイッチング
手段が遮断から導通に切り換わるときには上記インダク
ターに流れる電流は0となっているから、充電用スイッ
チング手段の遮断期間にはインダクターに流れる電流は
時間に比例する。しかして各スイッチング周期における
入力電流の平均値が入力電圧に比例するから、かかる簡
単な制御により入力力率が高められ効率的に整流器に電
力を供給できる。
り、充電用スイッチング手段より上記整流器への電流が
遮断された状態では、交流電源の負荷は上記インダクタ
ーのみとなる。充電用スイッチング手段は交流電源の周
波数よりも高いスイッチング周波数で作動するから、充
電用スイッチング手段の導通時にはインダクターに印加
される電圧は一定とみなせる。また充電用スイッチング
手段が遮断から導通に切り換わるときには上記インダク
ターに流れる電流は0となっているから、充電用スイッ
チング手段の遮断期間にはインダクターに流れる電流は
時間に比例する。しかして各スイッチング周期における
入力電流の平均値が入力電圧に比例するから、かかる簡
単な制御により入力力率が高められ効率的に整流器に電
力を供給できる。
【0015】請求項6記載の発明では、上記被給電手段
を、直流電力を交流電力に変換するインバータを介して
交流モータの固定子巻線に給電するための充電可能なバ
ッテリとし、上記交流電源の出力端を、上記充電用スイ
ッチング手段を設けた導通線により交流モータの固定子
巻線と接続する。バッテリ充電時には固定子巻線を上記
インダクターとして、インバータの帰還用ダイオードを
上記整流器として作動せしめる。
を、直流電力を交流電力に変換するインバータを介して
交流モータの固定子巻線に給電するための充電可能なバ
ッテリとし、上記交流電源の出力端を、上記充電用スイ
ッチング手段を設けた導通線により交流モータの固定子
巻線と接続する。バッテリ充電時には固定子巻線を上記
インダクターとして、インバータの帰還用ダイオードを
上記整流器として作動せしめる。
【0016】充電時におけるインダクターおよび整流器
として交流モータの固定子巻線およびインバータの帰還
用ダイオードを流用できるから、装置の構成が簡単にで
き、コストが低減する。
として交流モータの固定子巻線およびインバータの帰還
用ダイオードを流用できるから、装置の構成が簡単にで
き、コストが低減する。
【0017】請求項7記載の発明では、上記交流電源か
らの入力電流を検出する電流検出手段を設け、上記充電
用スイッチング制御手段を、電流検出手段により検出さ
れた電流値に基づいて1周期における平均電流が交流電
源からの入力電圧に比例するように上記スイッチング手
段の導通時間および遮断時間を制御するように設定す
る。
らの入力電流を検出する電流検出手段を設け、上記充電
用スイッチング制御手段を、電流検出手段により検出さ
れた電流値に基づいて1周期における平均電流が交流電
源からの入力電圧に比例するように上記スイッチング手
段の導通時間および遮断時間を制御するように設定す
る。
【0018】充電用スイッチング手段の周期は交流電源
の周期に比して短いから平均電流が入力電圧に比例する
ように上記スイッチング手段の導通時間および遮断時間
を制御することにより、実質的に入力電流が入力電圧に
比例する。しかして入力電力の力率が高められ効率的に
整流器に電力を供給できる。これにより効率よくバッテ
リに充電が行われる。
の周期に比して短いから平均電流が入力電圧に比例する
ように上記スイッチング手段の導通時間および遮断時間
を制御することにより、実質的に入力電流が入力電圧に
比例する。しかして入力電力の力率が高められ効率的に
整流器に電力を供給できる。これにより効率よくバッテ
リに充電が行われる。
【0019】請求項8記載の発明では、上記バッテリ電
圧が上記交流電源からの入力電圧のピーク値よりも大き
い時、上記充電用スイッチング手段の導通時間と遮断時
間とをそれぞれ予め設定した所定値に設定し、かつ上記
遮断時間を、上記導通線を遮断する期間に上記固定子巻
線に流れる電流が0になるまでの時間よりも長く設定す
る。
圧が上記交流電源からの入力電圧のピーク値よりも大き
い時、上記充電用スイッチング手段の導通時間と遮断時
間とをそれぞれ予め設定した所定値に設定し、かつ上記
遮断時間を、上記導通線を遮断する期間に上記固定子巻
線に流れる電流が0になるまでの時間よりも長く設定す
る。
【0020】上記バッテリ電圧が上記交流電源からの入
力電圧のピーク値よりも大きい時には、交流電源の負荷
はインダクターとしての固定子巻線のみとなる。充電用
スイッチング手段は交流電源の周波数よりも高いスイッ
チング周波数で作動するから、充電用スイッチング手段
の導通時には固定子巻線に印加される電圧は一定とみな
せる。また充電用スイッチング手段が遮断から導通に切
り換わるときには上記固定子巻線に流れる電流は0とな
っているから、充電用スイッチング手段の遮断期間には
固定子巻線に流れる電流は時間に比例する。しかして各
スイッチング周期における入力電流の平均値が入力電圧
に比例するから、かかる簡単な制御により入力力率が高
められ効率的に整流器に電力を供給できる。これにより
効率よくバッテリに充電が行われる。
力電圧のピーク値よりも大きい時には、交流電源の負荷
はインダクターとしての固定子巻線のみとなる。充電用
スイッチング手段は交流電源の周波数よりも高いスイッ
チング周波数で作動するから、充電用スイッチング手段
の導通時には固定子巻線に印加される電圧は一定とみな
せる。また充電用スイッチング手段が遮断から導通に切
り換わるときには上記固定子巻線に流れる電流は0とな
っているから、充電用スイッチング手段の遮断期間には
固定子巻線に流れる電流は時間に比例する。しかして各
スイッチング周期における入力電流の平均値が入力電圧
に比例するから、かかる簡単な制御により入力力率が高
められ効率的に整流器に電力を供給できる。これにより
効率よくバッテリに充電が行われる。
【0021】請求項9記載の発明では、上記交流モータ
が上記インバータと上記交流モータの固定子巻線間を接
続する通電線の途中に、固定子巻線の相電流を検出す
る、交流モータ制御用の電流センサを備え、少なくとも
一つの充電用スイッチング手段または上記交流電源の出
力端を、その固定子巻線との接続点が、上記充電用スイ
ッチング手段が接続される固定子巻線の相電流を検出す
る電流センサの上記固定子巻線側となるように接続し、
かつ別の少なくとも一つの充電用スイッチング手段また
は上記交流電源の出力端を、その固定子巻線との接続点
が、上記充電用スイッチング手段が接続される固定子巻
線の相電流を検出する電流センサの上記インバータ側と
なるように接続する。上記バッテリの充電時にはこれら
電流センサを上記電流検出手段とする。上記充電用スイ
ッチング制御手段は、電流センサにより検出された電流
に基づいて上記交流電源からの入力電流値を演算するよ
うに設定する。
が上記インバータと上記交流モータの固定子巻線間を接
続する通電線の途中に、固定子巻線の相電流を検出す
る、交流モータ制御用の電流センサを備え、少なくとも
一つの充電用スイッチング手段または上記交流電源の出
力端を、その固定子巻線との接続点が、上記充電用スイ
ッチング手段が接続される固定子巻線の相電流を検出す
る電流センサの上記固定子巻線側となるように接続し、
かつ別の少なくとも一つの充電用スイッチング手段また
は上記交流電源の出力端を、その固定子巻線との接続点
が、上記充電用スイッチング手段が接続される固定子巻
線の相電流を検出する電流センサの上記インバータ側と
なるように接続する。上記バッテリの充電時にはこれら
電流センサを上記電流検出手段とする。上記充電用スイ
ッチング制御手段は、電流センサにより検出された電流
に基づいて上記交流電源からの入力電流値を演算するよ
うに設定する。
【0022】充電時における電流検出手段として交流モ
ータ制御用の電流センサを流用できるから、装置の構成
が簡単にでき、コストが低減する。
ータ制御用の電流センサを流用できるから、装置の構成
が簡単にでき、コストが低減する。
【0023】請求項10記載の発明では、上記交流モー
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記インバータは、交流モータの固定子巻線のう
ち交流電源の出力端と接続されていない固定子巻線と接
続される上記帰還用ダイオードと並列のスイッチング素
子を、上記バッテリの充電時に導通するように設定す
る。
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記インバータは、交流モータの固定子巻線のう
ち交流電源の出力端と接続されていない固定子巻線と接
続される上記帰還用ダイオードと並列のスイッチング素
子を、上記バッテリの充電時に導通するように設定す
る。
【0024】スイッチング素子が導通することで交流電
源の出力端と接続されていない固定子巻線はスイッチン
グ素子を介して交流電源の出力端と接続された固定子巻
線と接続され、これら固定子巻線は実質的に並列接続と
なる。しかしてインダクターとしての固定子巻線は、交
流電源の出力端からみたインダクタンスが減少する。こ
れにより充電用スイッチング手段のスイッチング周波数
を、装置が騒音を発しないように可聴周波数以上に高く
しても高い出力電力を得ることができる。
源の出力端と接続されていない固定子巻線はスイッチン
グ素子を介して交流電源の出力端と接続された固定子巻
線と接続され、これら固定子巻線は実質的に並列接続と
なる。しかしてインダクターとしての固定子巻線は、交
流電源の出力端からみたインダクタンスが減少する。こ
れにより充電用スイッチング手段のスイッチング周波数
を、装置が騒音を発しないように可聴周波数以上に高く
しても高い出力電力を得ることができる。
【0025】請求項11記載の発明では、上記交流モー
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記交流モータの回転子の方向と上記固定子巻線
により生じる電流ベクトルの方向とのずれを検出する方
向ずれ検出手段と、該方向ずれ検出手段により検出され
たずれに基づいて上記固定子巻線の相電流を制御して上
記回転子に生じるトルクが十分小さくなるように上記電
流ベクトルの方向を変える電流ベクトル制御手段とを具
備せしめる。
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記交流モータの回転子の方向と上記固定子巻線
により生じる電流ベクトルの方向とのずれを検出する方
向ずれ検出手段と、該方向ずれ検出手段により検出され
たずれに基づいて上記固定子巻線の相電流を制御して上
記回転子に生じるトルクが十分小さくなるように上記電
流ベクトルの方向を変える電流ベクトル制御手段とを具
備せしめる。
【0026】充電時における電流ベクトルが、上記回転
子の方向と電流ベクトル方向のずれに応じて調整され、
上記回転子に生じるトルクを低減できる。
子の方向と電流ベクトル方向のずれに応じて調整され、
上記回転子に生じるトルクを低減できる。
【0027】上記方向ずれ検出手段は、請求項12記載
の発明のように、上記交流モータの回転子の方向を検出
する回転子検出手段とする。あるいは請求項13記載の
発明のように上記方向ずれ検出手段は、上記交流モータ
の振動を検出する振動検出手段とする。
の発明のように、上記交流モータの回転子の方向を検出
する回転子検出手段とする。あるいは請求項13記載の
発明のように上記方向ずれ検出手段は、上記交流モータ
の振動を検出する振動検出手段とする。
【0028】請求項14記載の発明では、上記電流ベク
トル制御手段を、上記導通線の途中に設けられ、上記イ
ンダクターとなす固定子巻線を切り替える切り替え手段
と、該切り替え手段を制御して、上記回転子に生じるト
ルクが最も小さい電流ベクトルを生じせしめる固定子巻
線に切り替える切り替え制御手段とを具備する構成とす
る。
トル制御手段を、上記導通線の途中に設けられ、上記イ
ンダクターとなす固定子巻線を切り替える切り替え手段
と、該切り替え手段を制御して、上記回転子に生じるト
ルクが最も小さい電流ベクトルを生じせしめる固定子巻
線に切り替える切り替え制御手段とを具備する構成とす
る。
【0029】上記インダクターとなす固定子巻線を切り
替えることで交流モータの相数に応じて電流ベクトルが
変わるから、電流ベクトルを上記回転子側へ向けること
ができる。
替えることで交流モータの相数に応じて電流ベクトルが
変わるから、電流ベクトルを上記回転子側へ向けること
ができる。
【0030】請求項15記載の発明では、上記電流ベク
トル制御手段を、上記充電用スイッチング手段と非接続
の固定子巻線と接続される上記帰還用ダイオードと並列
のスイッチング素子をスイッチングせしめて上記固定子
巻線に電流を流し、上記電流ベクトルを上記回転子側へ
補正する補正手段を具備する構成とする。
トル制御手段を、上記充電用スイッチング手段と非接続
の固定子巻線と接続される上記帰還用ダイオードと並列
のスイッチング素子をスイッチングせしめて上記固定子
巻線に電流を流し、上記電流ベクトルを上記回転子側へ
補正する補正手段を具備する構成とする。
【0031】上記充電用スイッチング手段と非接続の固
定子巻線にも電流を流すことにより、電流ベクトルが上
記切り替え手段による離散的な電流ベクトルから、より
上記回転子側へと補正され、より振動トルクが低減す
る。
定子巻線にも電流を流すことにより、電流ベクトルが上
記切り替え手段による離散的な電流ベクトルから、より
上記回転子側へと補正され、より振動トルクが低減す
る。
【0032】上記電流ベクトル制御手段は、上記各構成
の他、請求項16記載の発明のように、充電時に上記イ
ンバータの上記帰還用ダイオードと並列のスイッチング
素子をスイッチングせしめて上記固定子巻線に流れる相
電流を制御する構成とする。
の他、請求項16記載の発明のように、充電時に上記イ
ンバータの上記帰還用ダイオードと並列のスイッチング
素子をスイッチングせしめて上記固定子巻線に流れる相
電流を制御する構成とする。
【0033】上記インバータを介して固定子巻線に流れ
る電流が制御され、電流ベクトルの向きを変えることが
できる。
る電流が制御され、電流ベクトルの向きを変えることが
できる。
【0034】請求項17記載の発明のように、電流ベク
トル制御手段を、上記固定子巻線に、上記方向ずれ検出
手段により検出されたずれに基づいて選択的に、上記バ
ッテリにより電圧が、上記交流電源から印加される電圧
と逆方向に印加されるように上記スイッチング素子のス
イッチングを設定することで、固定子巻線の接続を切り
替えることなく電流ベクトルを任意の上記回転子の方向
に向けることができる。
トル制御手段を、上記固定子巻線に、上記方向ずれ検出
手段により検出されたずれに基づいて選択的に、上記バ
ッテリにより電圧が、上記交流電源から印加される電圧
と逆方向に印加されるように上記スイッチング素子のス
イッチングを設定することで、固定子巻線の接続を切り
替えることなく電流ベクトルを任意の上記回転子の方向
に向けることができる。
【0035】請求項18記載の発明では、上記交流モー
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記充電用スイッチング手段が導通状態から遮断
状態に切り替わる期間に、上記インバータのスイッチン
グ素子をオンして上記インバータと固定子巻線のみで閉
じた還流路を形成せしめるバッテリ遮断手段を具備せし
める。
タはその相数が上記交流電源の相数よりも多いもので構
成し、上記充電用スイッチング手段が導通状態から遮断
状態に切り替わる期間に、上記インバータのスイッチン
グ素子をオンして上記インバータと固定子巻線のみで閉
じた還流路を形成せしめるバッテリ遮断手段を具備せし
める。
【0036】上記充電用スイッチング手段が導通状態か
ら遮断状態に切り替わる期間に上記インバータと固定子
巻線が還流路を形成することで、充電用スイッチング手
段がバッテリから遮断される。しかして充電用スイッチ
ング手段の遮断作動時にサージ電圧が発生しても、充電
用スイッチング手段に過大な電圧が印加されることはな
い。
ら遮断状態に切り替わる期間に上記インバータと固定子
巻線が還流路を形成することで、充電用スイッチング手
段がバッテリから遮断される。しかして充電用スイッチ
ング手段の遮断作動時にサージ電圧が発生しても、充電
用スイッチング手段に過大な電圧が印加されることはな
い。
【0037】
(第1実施形態)図1に本発明の電源装置を示す。電源
装置は交流電源11からの交流電力を直流電力に変換し
て電機機器等の、被給電手段たる負荷13に出力するA
C−DC電源である。交流電源11は50Hzもしくは
60Hzの単相の商用電源が用いられる。交流電源11
の出力端111は導通線71でフィルタ回路14を介し
て整流器12の入力端122と接続してある。整流器1
2は4つの整流用のダイオード121のブリッジ回路
で、整流器12の出力端123には、電子機器や充電可
能なバッテリ等の負荷13が接続される。
装置は交流電源11からの交流電力を直流電力に変換し
て電機機器等の、被給電手段たる負荷13に出力するA
C−DC電源である。交流電源11は50Hzもしくは
60Hzの単相の商用電源が用いられる。交流電源11
の出力端111は導通線71でフィルタ回路14を介し
て整流器12の入力端122と接続してある。整流器1
2は4つの整流用のダイオード121のブリッジ回路
で、整流器12の出力端123には、電子機器や充電可
能なバッテリ等の負荷13が接続される。
【0038】一方の導通線71の途中でフィルタ回路1
4と整流器12間には、充電用スイッチング手段たる充
電用スイッチング部3が介設してある。充電用スイッチ
ング部3は、2組の互いに並列に接続されたスイッチン
グトランジスタ31とダイオード32とで構成してあ
り、その向きが並列に接続されたスイッチングトランジ
スタ31とダイオード32とは順方向が逆となるように
取り付けられている。これら2組のスイッチングトラン
ジスタ31およびダイオード32は直列に接続してあ
り、スイッチングトランジスタ31同志およびダイオー
ド32同志は順方向が逆となるように取り付けられてい
る。
4と整流器12間には、充電用スイッチング手段たる充
電用スイッチング部3が介設してある。充電用スイッチ
ング部3は、2組の互いに並列に接続されたスイッチン
グトランジスタ31とダイオード32とで構成してあ
り、その向きが並列に接続されたスイッチングトランジ
スタ31とダイオード32とは順方向が逆となるように
取り付けられている。これら2組のスイッチングトラン
ジスタ31およびダイオード32は直列に接続してあ
り、スイッチングトランジスタ31同志およびダイオー
ド32同志は順方向が逆となるように取り付けられてい
る。
【0039】スイッチングトランジスタ31のベースに
は、充電用スイッチング制御手段たる制御回路4がスイ
ッチングトランジスタ31をオンオフする制御電圧を出
力するようになっている。制御電圧は数Kから数十kH
zのパルス電圧で、高速でフィルタ回路14と整流器1
2間の導通と遮断とが交互に行われる。スイッチングト
ランジスタ31とダイオード32とを並列に接続したも
のが直列に2組設けられているのは、電流の向きが交流
電源11の周波数で変わり、電流が充電用スイッチング
部3に正相で入力する場合に導通線71の導通と遮断と
を行うものと、電流が充電用スイッチング部3に逆相で
入力する場合に導通線71の導通と遮断とを行うものが
必要だからである。
は、充電用スイッチング制御手段たる制御回路4がスイ
ッチングトランジスタ31をオンオフする制御電圧を出
力するようになっている。制御電圧は数Kから数十kH
zのパルス電圧で、高速でフィルタ回路14と整流器1
2間の導通と遮断とが交互に行われる。スイッチングト
ランジスタ31とダイオード32とを並列に接続したも
のが直列に2組設けられているのは、電流の向きが交流
電源11の周波数で変わり、電流が充電用スイッチング
部3に正相で入力する場合に導通線71の導通と遮断と
を行うものと、電流が充電用スイッチング部3に逆相で
入力する場合に導通線71の導通と遮断とを行うものが
必要だからである。
【0040】充電用スイッチング部3の後段にはインダ
クター2が設けてある。インダクター2は、コイル部材
で構成されたインダクタンスを有するもので、これと整
流器12とが並列になるように導通線71と接続され
る。
クター2が設けてある。インダクター2は、コイル部材
で構成されたインダクタンスを有するもので、これと整
流器12とが並列になるように導通線71と接続され
る。
【0041】電源装置の作動を説明する。交流電源11
から50Hzもしくは60Hzの交流電圧がフィルタ回
路14を介して入力する。充電用スイッチング部3は、
交流電源11よりも十分高い数Kから数十kHzの周期
で導通線71の導通と遮断とを交互に行う。しかして充
電用スイッチング部3がオンのときに、交流電源11か
らの電気エネルギーがインダクター2に蓄積され、充電
用スイッチング部3がオフのときに、蓄積された電気エ
ネルギーがインダクター2から整流器12に流れる。整
流器12の入力端122間の電圧はインダクター2の自
己誘導作用により高められる。
から50Hzもしくは60Hzの交流電圧がフィルタ回
路14を介して入力する。充電用スイッチング部3は、
交流電源11よりも十分高い数Kから数十kHzの周期
で導通線71の導通と遮断とを交互に行う。しかして充
電用スイッチング部3がオンのときに、交流電源11か
らの電気エネルギーがインダクター2に蓄積され、充電
用スイッチング部3がオフのときに、蓄積された電気エ
ネルギーがインダクター2から整流器12に流れる。整
流器12の入力端122間の電圧はインダクター2の自
己誘導作用により高められる。
【0042】整流器2は交流を直流に変換して負荷13
に供給する。
に供給する。
【0043】フィルタ回路14はコイル等で構成される
公知のもので、充電用スイッチング部3がスイッチング
作動を行った時における電流波形をなめらかにすること
で、交流電源11側へ電流の高調波成分が漏れないよう
にするとともに、充電用スイッチング部3がオンしたと
きの突入電流を防止している。
公知のもので、充電用スイッチング部3がスイッチング
作動を行った時における電流波形をなめらかにすること
で、交流電源11側へ電流の高調波成分が漏れないよう
にするとともに、充電用スイッチング部3がオンしたと
きの突入電流を防止している。
【0044】ところでインダクター2の一部が絶縁劣化
しアースされたシャーシと導通した場合、漏れ電流が負
荷13側と交流電源11側より回り込もうとする。この
うち交流電源11側より回り込もうとする漏れ電流は、
交流電源11から導通線71を通って再びインダクター
2に還流する。この漏れ電流は、インダクター2に交流
電源11から交流電圧が印加されているから絶えず向き
を変える。しかして交流電源11の数周期にわたってみ
ると交流電源11に回り込んだ漏れ電流は直流成分を含
まない。
しアースされたシャーシと導通した場合、漏れ電流が負
荷13側と交流電源11側より回り込もうとする。この
うち交流電源11側より回り込もうとする漏れ電流は、
交流電源11から導通線71を通って再びインダクター
2に還流する。この漏れ電流は、インダクター2に交流
電源11から交流電圧が印加されているから絶えず向き
を変える。しかして交流電源11の数周期にわたってみ
ると交流電源11に回り込んだ漏れ電流は直流成分を含
まない。
【0045】したがって本発明の電源装置では、上記シ
ャーシに直流の漏れ電流が流れないので、インダクター
2の一部に絶縁劣化が生じても上記シャーシの電気腐食
が防止される。
ャーシに直流の漏れ電流が流れないので、インダクター
2の一部に絶縁劣化が生じても上記シャーシの電気腐食
が防止される。
【0046】(第2実施形態)図2に本発明の電源装置
を適用した電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図
中、図1と同一番号を付したものは実質的に同じ作動を
するので第1実施形態との相違点を中心に説明する。充
電装置は、被給電手段たる電気自動車用バッテリ(以
下、単にバッテリという)13Aを充電するもので、電
気自動車の動力用の、三相の交流モータを駆動するモー
タ駆動回路Dと一部を共用して構成されている。
を適用した電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図
中、図1と同一番号を付したものは実質的に同じ作動を
するので第1実施形態との相違点を中心に説明する。充
電装置は、被給電手段たる電気自動車用バッテリ(以
下、単にバッテリという)13Aを充電するもので、電
気自動車の動力用の、三相の交流モータを駆動するモー
タ駆動回路Dと一部を共用して構成されている。
【0047】モータ駆動回路Dは、交流モータの固定子
巻線2U,2V,2Wに給電するためのインバータ部1
2A、給電を安定化するためのコンデンサ6を備えてい
る。インバータ部12Aは公知のもので、直列に接続さ
れた2つのスイッチングトランジスタ124がバッテリ
13Aに対して3組並列に接続されたものである。各ス
イッチングトランジスタ124には並列に帰還用ダイオ
ード125が接続されている。
巻線2U,2V,2Wに給電するためのインバータ部1
2A、給電を安定化するためのコンデンサ6を備えてい
る。インバータ部12Aは公知のもので、直列に接続さ
れた2つのスイッチングトランジスタ124がバッテリ
13Aに対して3組並列に接続されたものである。各ス
イッチングトランジスタ124には並列に帰還用ダイオ
ード125が接続されている。
【0048】直列に接続されたスイッチングトランジス
タ124の接続中点である入力端122には星形接続さ
れた固定子巻線2U,2V,2Wの各端点21がそれぞ
れ接続されている。入力端122と固定子巻線2U,2
V,2Wとを結ぶ導通線71aの途中には、固定子巻線
2U,2V,2Wの相電流を検出する電流センサ5U,
5Wが設けてある(図はV相固定子巻線2Vの相電流を
検出する電流センサは省略して書かれている)。スイッ
チングトランジスタ124のベースには、モータ駆動用
で充電用スイッチング制御手段たる制御回路4Aがスイ
ッチングトランジスタ124をオンオフする制御電圧を
出力するようになっている。制御回路4Aは、外部から
の指令値と電流センサにより検出された電流値に基づい
てスイッチングトランジスタ124をオンオフし各固定
子巻線2U,2V,2Wに流す相電流をPWM制御する
ようになっている。
タ124の接続中点である入力端122には星形接続さ
れた固定子巻線2U,2V,2Wの各端点21がそれぞ
れ接続されている。入力端122と固定子巻線2U,2
V,2Wとを結ぶ導通線71aの途中には、固定子巻線
2U,2V,2Wの相電流を検出する電流センサ5U,
5Wが設けてある(図はV相固定子巻線2Vの相電流を
検出する電流センサは省略して書かれている)。スイッ
チングトランジスタ124のベースには、モータ駆動用
で充電用スイッチング制御手段たる制御回路4Aがスイ
ッチングトランジスタ124をオンオフする制御電圧を
出力するようになっている。制御回路4Aは、外部から
の指令値と電流センサにより検出された電流値に基づい
てスイッチングトランジスタ124をオンオフし各固定
子巻線2U,2V,2Wに流す相電流をPWM制御する
ようになっている。
【0049】固定子巻線2U,2V,2Wのうち2つ
(例えばU相固定子巻線2UとW相固定子巻線2W)
は、その各端点21が交流電源11からの導通線71b
と導通している。
(例えばU相固定子巻線2UとW相固定子巻線2W)
は、その各端点21が交流電源11からの導通線71b
と導通している。
【0050】交流電源11の後段には交流電源11側よ
りフィルタ回路14および充電用スイッチング手段たる
充電用スイッチング部3Aが設けてある。
りフィルタ回路14および充電用スイッチング手段たる
充電用スイッチング部3Aが設けてある。
【0051】充電用スイッチング部3Aは、第1実施形
態(図1)の充電用スイッチング部と同じ構成のものを
各導通線71bに設けたもので、スイッチングトランジ
スタ31は、順方向が同じもの同志が同相でオンオフ作
動するようになっている。
態(図1)の充電用スイッチング部と同じ構成のものを
各導通線71bに設けたもので、スイッチングトランジ
スタ31は、順方向が同じもの同志が同相でオンオフ作
動するようになっている。
【0052】また充電用スイッチング部3Aのスイッチ
ングトランジスタ31のうち、コレクタがU相固定子巻
線2Uの端点21と通じるものは、上記端点21との接
続点711が、電流センサ5UのU相固定子巻線2U側
となるように接続してあり、かつ充電用スイッチング部
3Aのスイッチングトランジスタ31のうち、コレクタ
がW相固定子巻線2Wの端点21と通じるものは、上記
端点21との接続点712が、電流センサ5Wのインバ
ータ部12A側となるように接続してある。
ングトランジスタ31のうち、コレクタがU相固定子巻
線2Uの端点21と通じるものは、上記端点21との接
続点711が、電流センサ5UのU相固定子巻線2U側
となるように接続してあり、かつ充電用スイッチング部
3Aのスイッチングトランジスタ31のうち、コレクタ
がW相固定子巻線2Wの端点21と通じるものは、上記
端点21との接続点712が、電流センサ5Wのインバ
ータ部12A側となるように接続してある。
【0053】また制御回路4Aは入力端子111から1
対の信号線72が延びており、入力端子11間電圧すな
わち交流電源11からの入力電圧を検出するようになっ
ている。
対の信号線72が延びており、入力端子11間電圧すな
わち交流電源11からの入力電圧を検出するようになっ
ている。
【0054】本実施形態の充電装置の作動を説明する。
充電時には直列に接続された交流モータの固定子巻線2
U,2Wがインダクターとして作動する。またインバー
タ12Aのスイッチングトランジスタ124はオフし、
4つの帰還用ダイオード125により形成されるブリッ
ジ回路が整流器となる。しかして交流電源11からの交
流電圧がインダクターである固定子巻線2U,2Wによ
り昇圧して、整流器として作動するインバータ部12A
の帰還用ダイオード125により形成されるブリッジ回
路に入力し、直流電力に変換されてバッテリ13Aに給
電される。
充電時には直列に接続された交流モータの固定子巻線2
U,2Wがインダクターとして作動する。またインバー
タ12Aのスイッチングトランジスタ124はオフし、
4つの帰還用ダイオード125により形成されるブリッ
ジ回路が整流器となる。しかして交流電源11からの交
流電圧がインダクターである固定子巻線2U,2Wによ
り昇圧して、整流器として作動するインバータ部12A
の帰還用ダイオード125により形成されるブリッジ回
路に入力し、直流電力に変換されてバッテリ13Aに給
電される。
【0055】また電流センサ5U,5Wはバッテリ13
Aの充電に用いられる。すなわち本実施形態の充電装置
では効率よく電力をバッテリ13Aに供給するべく、電
流センサ5U,5Wにより検出された電流に基づいて交
流電源11から入力する入力電流をPWM制御して力率
を上げるようにしている。
Aの充電に用いられる。すなわち本実施形態の充電装置
では効率よく電力をバッテリ13Aに供給するべく、電
流センサ5U,5Wにより検出された電流に基づいて交
流電源11から入力する入力電流をPWM制御して力率
を上げるようにしている。
【0056】入力電流は、充電用スイッチング部3から
インバータ部12Aと固定子巻線2U,2Wとに分岐す
る。これらの分岐した電流は、それぞれ電流センサ5U
および5Wにより検出される。したがってこれら電流セ
ンサ5Uおよび5Wにより検出された電流値に基づいて
演算により交流電源11からの入力電流が求められる。
インバータ部12Aと固定子巻線2U,2Wとに分岐す
る。これらの分岐した電流は、それぞれ電流センサ5U
および5Wにより検出される。したがってこれら電流セ
ンサ5Uおよび5Wにより検出された電流値に基づいて
演算により交流電源11からの入力電流が求められる。
【0057】交流電源11からの入力電流値および入力
電圧値より入力電力が演算される。これと電力指令値と
を比較することにより入力電圧に対応する電流目標値が
演算される。この電流目標値は入力電圧に比例するよう
に設定される。次いで電流目標値と充電用スイッチング
部3Aの1周期における電流平均値との偏差を相殺する
ようにスイッチングトランジスタ31の導通時間が設定
される。かかるフィードバック制御により整流器として
のインバータ部12Aに入力される電力が電力指令値と
なり、さらに入力電流が入力電圧に比例する、すなわち
力率が1に近づく。
電圧値より入力電力が演算される。これと電力指令値と
を比較することにより入力電圧に対応する電流目標値が
演算される。この電流目標値は入力電圧に比例するよう
に設定される。次いで電流目標値と充電用スイッチング
部3Aの1周期における電流平均値との偏差を相殺する
ようにスイッチングトランジスタ31の導通時間が設定
される。かかるフィードバック制御により整流器として
のインバータ部12Aに入力される電力が電力指令値と
なり、さらに入力電流が入力電圧に比例する、すなわち
力率が1に近づく。
【0058】またバッテリ13A電圧が入力電圧のピー
ク値を越えると、充電用スイッチング部3Aからインバ
ータ12Aには電流は直接流れない。以後は充電用スイ
ッチング部3Aのオン時間とオフ時間とはそれぞれ一定
値に設定される。
ク値を越えると、充電用スイッチング部3Aからインバ
ータ12Aには電流は直接流れない。以後は充電用スイ
ッチング部3Aのオン時間とオフ時間とはそれぞれ一定
値に設定される。
【0059】充電用スイッチング部3Aのスイッチング
周波数は交流電源11の周波数よりも十分大きいので、
充電用スイッチング部3Aがオンしている期間において
は固定子巻線2U,2Wに印加される電圧は一定とみな
せる。また充電用スイッチング部3Aからインバータ部
12Aに電流が直接流れないから、充電用スイッチング
部3A側からみたインピーダンスは固定子巻線2U,2
Wのインダクタンス分による成分のみとなる。
周波数は交流電源11の周波数よりも十分大きいので、
充電用スイッチング部3Aがオンしている期間において
は固定子巻線2U,2Wに印加される電圧は一定とみな
せる。また充電用スイッチング部3Aからインバータ部
12Aに電流が直接流れないから、充電用スイッチング
部3A側からみたインピーダンスは固定子巻線2U,2
Wのインダクタンス分による成分のみとなる。
【0060】したがってこの期間に固定子巻線2U,2
Wに流れる電流は、充電用スイッチング部3Aがオンし
た瞬間には0であったとすると、そのときの入力電圧お
よび充電用スイッチング部3Aがオンした瞬間からの時
間に比例したものとなる。充電用スイッチング部3Aが
オフすると、固定子巻線2U,2Wからインバータ部1
2Aへ向かって電流が流れる。充電用スイッチング部3
Aがオフしている期間はインバータ部12Aへ向かって
流れる電流が0になるまでの時間よりも長く設定してあ
り、また上記のごとく充電用スイッチング部3Aのオン
時間とオフ時間とはそれぞれ一定値に設定されているか
ら、各スイッチング周期における入力電流の平均値が入
力電圧に比例する。
Wに流れる電流は、充電用スイッチング部3Aがオンし
た瞬間には0であったとすると、そのときの入力電圧お
よび充電用スイッチング部3Aがオンした瞬間からの時
間に比例したものとなる。充電用スイッチング部3Aが
オフすると、固定子巻線2U,2Wからインバータ部1
2Aへ向かって電流が流れる。充電用スイッチング部3
Aがオフしている期間はインバータ部12Aへ向かって
流れる電流が0になるまでの時間よりも長く設定してあ
り、また上記のごとく充電用スイッチング部3Aのオン
時間とオフ時間とはそれぞれ一定値に設定されているか
ら、各スイッチング周期における入力電流の平均値が入
力電圧に比例する。
【0061】本実施形態の充電装置では、モータ駆動回
路Dのインバータ12A、交流モータの固定子巻線2
U,2Wをバッテリ充電に用いることで装置の規模がコ
ンパクトになり、電気自動車の車両重量およびコストを
低減することができる。さらに電流センサ5U,5Wを
バッテリ13A充電時における入力電力の力率の制御に
用いることで、新たに電流センサを設けることなく効率
のよい充電ができる。
路Dのインバータ12A、交流モータの固定子巻線2
U,2Wをバッテリ充電に用いることで装置の規模がコ
ンパクトになり、電気自動車の車両重量およびコストを
低減することができる。さらに電流センサ5U,5Wを
バッテリ13A充電時における入力電力の力率の制御に
用いることで、新たに電流センサを設けることなく効率
のよい充電ができる。
【0062】なお本実施形態では交流モータ制御用の電
流センサをバッテリ充電時に流用したが、充電時におけ
る交流電源の入力電流を検出する電流センサを別に設け
てもよい。また充電用スイッチング部の制御を行って力
率を向上せしめる部分は第1実施形態のような一般的な
AC−DC電源に適用することもできる。
流センサをバッテリ充電時に流用したが、充電時におけ
る交流電源の入力電流を検出する電流センサを別に設け
てもよい。また充電用スイッチング部の制御を行って力
率を向上せしめる部分は第1実施形態のような一般的な
AC−DC電源に適用することもできる。
【0063】また本実施形態では交流電源11が単相
で、上記交流モータが3相であるため、交流モータの固
定子巻線のうち固定子巻線2Vは交流電源11と接続さ
れていない。バッテリ13A充電時に、インバータ部1
2Aのスイッチングトランジスタ124のうち、固定子
巻線2Vと接続されたもののいずれか一方がオンするよ
うに制御回路4Aを設定することにより、次の効果が得
られる。
で、上記交流モータが3相であるため、交流モータの固
定子巻線のうち固定子巻線2Vは交流電源11と接続さ
れていない。バッテリ13A充電時に、インバータ部1
2Aのスイッチングトランジスタ124のうち、固定子
巻線2Vと接続されたもののいずれか一方がオンするよ
うに制御回路4Aを設定することにより、次の効果が得
られる。
【0064】固定子巻線2Vと接続されたいずれかのス
イッチングトランジスタ124がオンすると、固定子巻
線2Vは実質的に固定子巻線2Uもしくは2Wと並列接
続となる。したがってこれら固定子巻線2U,2V,2
Wは、インダクターとしてみた場合、インダクタンスが
減少する。これにより充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチング周波数を高くしても十分高い出力電力を得るこ
とができるから、フィルタ回路14を小型化することが
でき、またスイッチング周波数を可聴周波数以上にする
ことで、可聴域での装置の騒音を防止することもでき
る。
イッチングトランジスタ124がオンすると、固定子巻
線2Vは実質的に固定子巻線2Uもしくは2Wと並列接
続となる。したがってこれら固定子巻線2U,2V,2
Wは、インダクターとしてみた場合、インダクタンスが
減少する。これにより充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチング周波数を高くしても十分高い出力電力を得るこ
とができるから、フィルタ回路14を小型化することが
でき、またスイッチング周波数を可聴周波数以上にする
ことで、可聴域での装置の騒音を防止することもでき
る。
【0065】この場合、固定子巻線2Vを流れる電流が
0となるタイミングで、固定子巻線2Vと接続された2
つのスイッチングトランジスタ124のうち、オンする
ものを交互に切り換わるように制御回路4Aを設定する
ことで、固定子巻線2Vに印加される電圧が直流バイア
スされない。これにより固定子巻線2Vの絶縁が劣化し
たときに、固定子巻線2Vからの漏れ電流中の直流成分
を打ち消し電気腐食を防止することができる。
0となるタイミングで、固定子巻線2Vと接続された2
つのスイッチングトランジスタ124のうち、オンする
ものを交互に切り換わるように制御回路4Aを設定する
ことで、固定子巻線2Vに印加される電圧が直流バイア
スされない。これにより固定子巻線2Vの絶縁が劣化し
たときに、固定子巻線2Vからの漏れ電流中の直流成分
を打ち消し電気腐食を防止することができる。
【0066】(第3実施形態)図3に本発明の電源装置
を適用した電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図
中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ作動を
するので第2実施形態との相違点を中心に説明する。本
実施形態は三相の交流電源11Aから充電用の電力の供
給を受ける構成としてある。充電用スイッチング部3B
は、交流電源11Aからの各導通線71bの途中に互い
に並列に接続されたスイッチングトランジスタ31とダ
イオード32とを2組直列に接続してある。
を適用した電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図
中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ作動を
するので第2実施形態との相違点を中心に説明する。本
実施形態は三相の交流電源11Aから充電用の電力の供
給を受ける構成としてある。充電用スイッチング部3B
は、交流電源11Aからの各導通線71bの途中に互い
に並列に接続されたスイッチングトランジスタ31とダ
イオード32とを2組直列に接続してある。
【0067】また充電用スイッチング部3Bのスイッチ
ングトランジスタ31のうち、コレクタがV相固定子巻
線2Vの端点21と通じるものは、上記端点21との接
続点713が、電流センサ5VのV相固定子巻線2V側
となるように接続してある。またモータ駆動回路Dの電
流センサ5U,5V,5Wとは別に、V相の固定子巻線
2Vの端点21よりも充電用スイッチング部3B側に電
流センサ5が設けてある。
ングトランジスタ31のうち、コレクタがV相固定子巻
線2Vの端点21と通じるものは、上記端点21との接
続点713が、電流センサ5VのV相固定子巻線2V側
となるように接続してある。またモータ駆動回路Dの電
流センサ5U,5V,5Wとは別に、V相の固定子巻線
2Vの端点21よりも充電用スイッチング部3B側に電
流センサ5が設けてある。
【0068】これら電流検出手段たる電流センサ5U,
5V,5W,5により検出された電流値より、演算によ
り交流電源11Aから入力する各相の入力電流が求めら
れる。しかして第2実施形態と同様に力率の制御が可能
である。本実施形態でもバッテリ13A充電時にモータ
駆動回路Dの電流センサ5U,5V,5Wを兼用するこ
とで各相ごとに入力電流を検出する電流センサを設ける
必要がなく、装置の構成の簡略化およびコストの低減を
図ることができる。
5V,5W,5により検出された電流値より、演算によ
り交流電源11Aから入力する各相の入力電流が求めら
れる。しかして第2実施形態と同様に力率の制御が可能
である。本実施形態でもバッテリ13A充電時にモータ
駆動回路Dの電流センサ5U,5V,5Wを兼用するこ
とで各相ごとに入力電流を検出する電流センサを設ける
必要がなく、装置の構成の簡略化およびコストの低減を
図ることができる。
【0069】(第4実施形態)図4に本発明の電源装置
を適用した第3の電気自動車用バッテリの充電装置を示
す。図中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ
作動をするので第2実施形態との相違点を中心に説明す
る。充電用スイッチング手段たる充電用スイッチング部
3Cは、第2実施形態(図2)の充電用スイッチング部
からスイッチングトランジスタ31とダイオード32と
を互いに並列に接続されたものが各導通線71bごとに
1組づつ省略されたものである。
を適用した第3の電気自動車用バッテリの充電装置を示
す。図中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ
作動をするので第2実施形態との相違点を中心に説明す
る。充電用スイッチング手段たる充電用スイッチング部
3Cは、第2実施形態(図2)の充電用スイッチング部
からスイッチングトランジスタ31とダイオード32と
を互いに並列に接続されたものが各導通線71bごとに
1組づつ省略されたものである。
【0070】固定子巻線2U,2Wの端点21とインバ
ータ12Aのスイッチングトランジスタ124の接続中
点たる入力端122を結ぶ導通線71aの途中に、突入
防止用スイッチング手段たる突入防止用スイッチング部
8が設けてある。突入防止用スイッチング部8は、実質
的に充電用スイッチング部3Cと同じ構成のもので、互
いに並列に接続されたスイッチングトランジスタ81と
ダイオード82とが接続してある。スイッチングトラン
ジスタ81およびダイオード82は、これらと直列に接
続される充電用スイッチング部3Cのスイッチングトラ
ンジスタ31およびダイオード32と同じ向きに接続さ
れる。
ータ12Aのスイッチングトランジスタ124の接続中
点たる入力端122を結ぶ導通線71aの途中に、突入
防止用スイッチング手段たる突入防止用スイッチング部
8が設けてある。突入防止用スイッチング部8は、実質
的に充電用スイッチング部3Cと同じ構成のもので、互
いに並列に接続されたスイッチングトランジスタ81と
ダイオード82とが接続してある。スイッチングトラン
ジスタ81およびダイオード82は、これらと直列に接
続される充電用スイッチング部3Cのスイッチングトラ
ンジスタ31およびダイオード32と同じ向きに接続さ
れる。
【0071】突入防止用スイッチング部8は、スイッチ
ングトランジスタ81のベースに充電用スイッチング制
御手段および突入防止用スイッチング制御手段たる制御
回路4Cが制御用電圧を出力するようになっている。制
御回路4Cは充電用スイッチング部3Cのスイッチング
トランジスタ31に対しては第2実施形態(図2)の制
御回路と同じ作動をするように設定されたもので、さら
に交流電源11の図中上側の出力端111が正の期間に
は突入防止用スイッチング部8のスイッチングトランジ
スタ81がオフし、スイッチングトランジスタ83をオ
ンするように設定され、交流電源11の図中上側の出力
端111が負の期間には突入防止用スイッチング部8の
スイッチングトランジスタ81をオンし、スイッチング
トランジスタ83をオフするように設定されている。
ングトランジスタ81のベースに充電用スイッチング制
御手段および突入防止用スイッチング制御手段たる制御
回路4Cが制御用電圧を出力するようになっている。制
御回路4Cは充電用スイッチング部3Cのスイッチング
トランジスタ31に対しては第2実施形態(図2)の制
御回路と同じ作動をするように設定されたもので、さら
に交流電源11の図中上側の出力端111が正の期間に
は突入防止用スイッチング部8のスイッチングトランジ
スタ81がオフし、スイッチングトランジスタ83をオ
ンするように設定され、交流電源11の図中上側の出力
端111が負の期間には突入防止用スイッチング部8の
スイッチングトランジスタ81をオンし、スイッチング
トランジスタ83をオフするように設定されている。
【0072】かかる設定によるスイッチングトランジス
タ81,83の作動とダイオード82,84がこれに印
加される電圧の順、逆に従って電流をオンオフする作用
とにより突入防止用スイッチング部8は充電用スイッチ
ング部3Cに対して反転作動するようになっている。
タ81,83の作動とダイオード82,84がこれに印
加される電圧の順、逆に従って電流をオンオフする作用
とにより突入防止用スイッチング部8は充電用スイッチ
ング部3Cに対して反転作動するようになっている。
【0073】以下、本実施形態の充電装置の作動を交流
電源11の図中上側の出力端111が正の期間について
説明する。突入防止用スイッチング部8のスイッチング
トランジスタ81はオフしているので、交流電源11の
ピーク電圧がコンデンサ6電圧よりも高いときすなわち
充電初期においては、充電用スイッチング部3Cのスイ
ッチングトランジスタ31がオンしたときの突入電流が
インバータ部12Aに流れ込むことが防止される。した
がってフィルタ回路14Bは交流電源11への高調波の
漏れを防止できればよく第2実施形態のものに比して構
成を簡単にできる。
電源11の図中上側の出力端111が正の期間について
説明する。突入防止用スイッチング部8のスイッチング
トランジスタ81はオフしているので、交流電源11の
ピーク電圧がコンデンサ6電圧よりも高いときすなわち
充電初期においては、充電用スイッチング部3Cのスイ
ッチングトランジスタ31がオンしたときの突入電流が
インバータ部12Aに流れ込むことが防止される。した
がってフィルタ回路14Bは交流電源11への高調波の
漏れを防止できればよく第2実施形態のものに比して構
成を簡単にできる。
【0074】また充電用スイッチング部3Cのスイッチ
ングトランジスタ31がオフすると、固定子巻線2U,
2Wに蓄積された電気エネルギーは、突入防止用スイッ
チング部8のスイッチングトランジスタ83が予めオン
しており、かつダイオード82も順方向となってオンす
るため電流としてインバータ部12Aに流れ込む。
ングトランジスタ31がオフすると、固定子巻線2U,
2Wに蓄積された電気エネルギーは、突入防止用スイッ
チング部8のスイッチングトランジスタ83が予めオン
しており、かつダイオード82も順方向となってオンす
るため電流としてインバータ部12Aに流れ込む。
【0075】交流電源11の図中上側の出力端111が
負の期間についても同様の作動をし、突入防止用スイッ
チング部8のスイッチングトランジスタ83により突入
電流が防止され、スイッチングトランジスタ81とダイ
オード84とにより固定子巻線2U,2Wから電流がイ
ンバータ12Aへ流れ込むことが許可される。
負の期間についても同様の作動をし、突入防止用スイッ
チング部8のスイッチングトランジスタ83により突入
電流が防止され、スイッチングトランジスタ81とダイ
オード84とにより固定子巻線2U,2Wから電流がイ
ンバータ12Aへ流れ込むことが許可される。
【0076】なお本実施形態においては、上記のごとく
バッテリ13A電圧が交流電源11の入力電圧のピーク
値より低い場合でも充電用スイッチング部3Cからイン
バータ12Aに電流が直接流れないので、充電用スイッ
チング部3Cがオンの期間に充電用スイッチング部3C
より出力側をみたインピーダンスは常に固定子巻線2
U,2Wのインダクタンス成分のみとなる。よって第2
実施形態においてバッテリ13A電圧が入力電圧のピー
ク値を越えた場合のように、充電用スイッチング部3A
のオン時間とオフ時間を設定することにより、常に各ス
イッチング周期における交流電源11の入力電流の平均
値が入力電圧に比例するようにできる。
バッテリ13A電圧が交流電源11の入力電圧のピーク
値より低い場合でも充電用スイッチング部3Cからイン
バータ12Aに電流が直接流れないので、充電用スイッ
チング部3Cがオンの期間に充電用スイッチング部3C
より出力側をみたインピーダンスは常に固定子巻線2
U,2Wのインダクタンス成分のみとなる。よって第2
実施形態においてバッテリ13A電圧が入力電圧のピー
ク値を越えた場合のように、充電用スイッチング部3A
のオン時間とオフ時間を設定することにより、常に各ス
イッチング周期における交流電源11の入力電流の平均
値が入力電圧に比例するようにできる。
【0077】なお突入防止用スイッチング部8は第1実
施形態のような一般的なAC−DC電源に適用すること
もできる。
施形態のような一般的なAC−DC電源に適用すること
もできる。
【0078】(第5実施形態)図5に本発明の電源装置
を適用した第4の電気自動車用バッテリの充電装置を示
す。図中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ
作動をするので第2実施形態との相違点を中心に説明す
る。本実施形態では導通線71bがフィルタ回路14の
各出力端141,142と固定子巻線2U,2Wの端点
21とを結ぶ部分が、フィルタ回路14の各出力端14
1,142ごとにこれとU相の固定子巻線2Uの端点2
1とを結ぶものと、W相の固定子巻線2Wの端点21を
結ぶものとの1対で構成してある。
を適用した第4の電気自動車用バッテリの充電装置を示
す。図中、図2と同一番号を付したものは実質的に同じ
作動をするので第2実施形態との相違点を中心に説明す
る。本実施形態では導通線71bがフィルタ回路14の
各出力端141,142と固定子巻線2U,2Wの端点
21とを結ぶ部分が、フィルタ回路14の各出力端14
1,142ごとにこれとU相の固定子巻線2Uの端点2
1とを結ぶものと、W相の固定子巻線2Wの端点21を
結ぶものとの1対で構成してある。
【0079】各導通線71bには、スイッチングトラン
ジスタ33*(*:a,b,c,d。以下同じ)とダイ
オード34*とを順方向が同じになるように直列に接続
したものが並列に2組設けてあり、この2組はスイッチ
ングトランジスタ33*同志およびダイオード34*同
志が互いに逆向きにしてある。
ジスタ33*(*:a,b,c,d。以下同じ)とダイ
オード34*とを順方向が同じになるように直列に接続
したものが並列に2組設けてあり、この2組はスイッチ
ングトランジスタ33*同志およびダイオード34*同
志が互いに逆向きにしてある。
【0080】充電用スイッチング制御手段および突入防
止用スイッチング制御手段たる制御回路4Dは基本的に
第2実施形態(図2)の制御回路と同じ作動をするよう
に設定されたもので、スイッチングトランジスタ33a
と33b、スイッチングトランジスタ33cと33dと
が反転作動し、スイッチングトランジスタ33aと33
d、スイッチングトランジスタ33bと33cとが同相
で作動するように設定してある。
止用スイッチング制御手段たる制御回路4Dは基本的に
第2実施形態(図2)の制御回路と同じ作動をするよう
に設定されたもので、スイッチングトランジスタ33a
と33b、スイッチングトランジスタ33cと33dと
が反転作動し、スイッチングトランジスタ33aと33
d、スイッチングトランジスタ33bと33cとが同相
で作動するように設定してある。
【0081】スイッチングトランジスタ33a,33d
がオンするタイミングでは、フィルタ回路14の一方の
出力端141はU相の固定子巻線2Uの端点21と接続
され、フィルタ回路14の他方の出力端142はW相の
固定子巻線2Wの端点21と接続される。スイッチング
トランジスタ33b,33cがオンするタイミングでは
フィルタ回路14の一方の出力端141はW相の固定子
巻線2Wの端点21と接続され、フィルタ回路14の他
方の出力端142はU相の固定子巻線2Uの端点21と
接続される。
がオンするタイミングでは、フィルタ回路14の一方の
出力端141はU相の固定子巻線2Uの端点21と接続
され、フィルタ回路14の他方の出力端142はW相の
固定子巻線2Wの端点21と接続される。スイッチング
トランジスタ33b,33cがオンするタイミングでは
フィルタ回路14の一方の出力端141はW相の固定子
巻線2Wの端点21と接続され、フィルタ回路14の他
方の出力端142はU相の固定子巻線2Uの端点21と
接続される。
【0082】すなわち充電用スイッチング部3Dのスイ
ッチング周期で、U相の固定子巻線2Uの端点21とW
相の固定子巻線2Wの端点21間に印加される電圧がス
イッチングトランジスタ33a〜33dのスイッチング
周期で交互に反転し、実質的に充電用スイッチング部3
Dにより交流電源11からの入力電圧の周波数が高くな
る。
ッチング周期で、U相の固定子巻線2Uの端点21とW
相の固定子巻線2Wの端点21間に印加される電圧がス
イッチングトランジスタ33a〜33dのスイッチング
周期で交互に反転し、実質的に充電用スイッチング部3
Dにより交流電源11からの入力電圧の周波数が高くな
る。
【0083】しかしてバッテリ13A充電時に、交流電
源11の周波数での固定子巻線2U,2Wの振動が抑え
られ、騒音が防止できる。
源11の周波数での固定子巻線2U,2Wの振動が抑え
られ、騒音が防止できる。
【0084】なお本実施形態の充電用スイッチング部3
Dは第1実施形態のような一般的なAC−DC電源に適
用することもできる。
Dは第1実施形態のような一般的なAC−DC電源に適
用することもできる。
【0085】(第6実施形態)第2実施形態では、充電
時には、交流電源から交流モータの固定子巻線のうち2
つの相(図例ではU相とW相)にのみ電流を流すので、
交流モータは、三相であっても電流ベクトルの方向した
がって界磁の方向は一定で、大きさおよび極性が電源周
波数で振動することになる。
時には、交流電源から交流モータの固定子巻線のうち2
つの相(図例ではU相とW相)にのみ電流を流すので、
交流モータは、三相であっても電流ベクトルの方向した
がって界磁の方向は一定で、大きさおよび極性が電源周
波数で振動することになる。
【0086】よって上記交流モータは、PMモータの場
合、充電時に単相のモータと類似の構成となり、回転子
たるロータの永久磁石の磁束の方向が、電気自動車を停
車した際に、たまたま上記電流ベクトルの方向と一致し
た場合を除き、ロータの永久磁石が上記界磁の作用力で
振動トルクを発生する。これによりモータが騒音を発し
たり、部品を磨耗させるおそれがある。またモータとし
てPMモータまたはリラクタンスモータを使用した場
合、発生するリラクタンストルクによりロータが回転し
ようとし、自動車が僅かに動いてしまうおそれがある。
合、充電時に単相のモータと類似の構成となり、回転子
たるロータの永久磁石の磁束の方向が、電気自動車を停
車した際に、たまたま上記電流ベクトルの方向と一致し
た場合を除き、ロータの永久磁石が上記界磁の作用力で
振動トルクを発生する。これによりモータが騒音を発し
たり、部品を磨耗させるおそれがある。またモータとし
てPMモータまたはリラクタンスモータを使用した場
合、発生するリラクタンストルクによりロータが回転し
ようとし、自動車が僅かに動いてしまうおそれがある。
【0087】本実施形態はかかる点を改良するものであ
る。
る。
【0088】図6に本発明の電源装置を適用した第5の
電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図中、図2と
同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするので第
2実施形態との相違点を中心に説明する。なお図中、イ
ンバータ12Aのスイッチング素子たるスイッチングト
ランジスタおよび交流電源11の出力端には、説明の便
宜上、図2とは異なる符号を付してある。
電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図中、図2と
同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするので第
2実施形態との相違点を中心に説明する。なお図中、イ
ンバータ12Aのスイッチング素子たるスイッチングト
ランジスタおよび交流電源11の出力端には、説明の便
宜上、図2とは異なる符号を付してある。
【0089】充電用スイッチング部3Aの出力を入力と
してリレー部91が設けてある。リレー部91は2つの
リレー911,912で構成され、各リレー911,9
12は充電用スイッチング部3Aの出力を接続する3つ
の接点a,b,cを有し、切り替え制御手段たる制御回
路4Eによりいずれかの接点a,b,cに切替えられる
ようになっている。その第1の接点aはV相の固定子巻
線2Vと接続してある1リレー911の第2の接点bは
U相の固定子巻線2Uと接続してある。リレー912の
第2の接点bはW相の固定子巻線2Wと接続してある。
リレー911,912とも第3の接点cは未接続の接点
である。
してリレー部91が設けてある。リレー部91は2つの
リレー911,912で構成され、各リレー911,9
12は充電用スイッチング部3Aの出力を接続する3つ
の接点a,b,cを有し、切り替え制御手段たる制御回
路4Eによりいずれかの接点a,b,cに切替えられる
ようになっている。その第1の接点aはV相の固定子巻
線2Vと接続してある1リレー911の第2の接点bは
U相の固定子巻線2Uと接続してある。リレー912の
第2の接点bはW相の固定子巻線2Wと接続してある。
リレー911,912とも第3の接点cは未接続の接点
である。
【0090】制御回路4Eは、基本的な構成は第2実施
形態と同じもので、停車後の充電開始時に、回転子検出
手段たるモータ位置センサ92により検出された図略の
ロータの向き(ロータの磁束ベクトルの向き)に基づい
てリレー部91を切り替えるようになっている。モータ
位置センサ92には、車両走行時のモータ駆動制御用に
設置されたものが用いられる。
形態と同じもので、停車後の充電開始時に、回転子検出
手段たるモータ位置センサ92により検出された図略の
ロータの向き(ロータの磁束ベクトルの向き)に基づい
てリレー部91を切り替えるようになっている。モータ
位置センサ92には、車両走行時のモータ駆動制御用に
設置されたものが用いられる。
【0091】リレー部91の切替えは次の4つの組み合
わせのうちいずれかが選択される。すなわち、第1の組
み合わせは、両リレー911,912とも第2の接点b
に切り替えられるもので、U相の固定子巻線2UとW相
の固定子巻線2Wとが充電用スイッチング部3Aと接続
される。このときは実質的に第2実施形態と同じ回路構
成となる。第2の組み合わせは一方のリレー911が第
2の接点bに切り替えられ、他方のリレー912が第1
の接点aに切り替えられるもので、固定子巻線2Uと固
定子巻線2Vとが充電用スイッチング部3Aと接続され
る。第3の組み合わせは一方のリレー911が第1の接
点aに切り替えられ、他方のリレー912が第2の接点
bに切り替えられるもので、固定子巻線2Vと固定子巻
線2Wとが充電用スイッチング部3Aと接続される。以
上は充電時に選択される組み合わせである。
わせのうちいずれかが選択される。すなわち、第1の組
み合わせは、両リレー911,912とも第2の接点b
に切り替えられるもので、U相の固定子巻線2UとW相
の固定子巻線2Wとが充電用スイッチング部3Aと接続
される。このときは実質的に第2実施形態と同じ回路構
成となる。第2の組み合わせは一方のリレー911が第
2の接点bに切り替えられ、他方のリレー912が第1
の接点aに切り替えられるもので、固定子巻線2Uと固
定子巻線2Vとが充電用スイッチング部3Aと接続され
る。第3の組み合わせは一方のリレー911が第1の接
点aに切り替えられ、他方のリレー912が第2の接点
bに切り替えられるもので、固定子巻線2Vと固定子巻
線2Wとが充電用スイッチング部3Aと接続される。以
上は充電時に選択される組み合わせである。
【0092】第4の組み合わせは充電終了後のもので、
両リレー911,912とも第3の接点cに切り替えら
れ、固定子巻線2U,2V,2Wは充電用スイッチング
部3Aと遮断される。これはインバータ12Aからの固
定子巻線2U,2V,2Wへの通電が、交流電源11側
へ流れるのを完全に禁止するためである。
両リレー911,912とも第3の接点cに切り替えら
れ、固定子巻線2U,2V,2Wは充電用スイッチング
部3Aと遮断される。これはインバータ12Aからの固
定子巻線2U,2V,2Wへの通電が、交流電源11側
へ流れるのを完全に禁止するためである。
【0093】また両リレー911,912とも第1の接
点aに切り替えられることは、交流電源11の短絡を防
止するため禁止される。
点aに切り替えられることは、交流電源11の短絡を防
止するため禁止される。
【0094】また、補正手段たる制御回路4Eは、選択
される上記組み合わせに応じて、後述するようにインバ
ータ12Aの所定のスイッチングトランジスタをスイッ
チング作動せしめるようになっている。制御回路4Eと
リレー部91とで電流ベクトる制御手段C1を構成す
る。
される上記組み合わせに応じて、後述するようにインバ
ータ12Aの所定のスイッチングトランジスタをスイッ
チング作動せしめるようになっている。制御回路4Eと
リレー部91とで電流ベクトる制御手段C1を構成す
る。
【0095】図7は三相の交流モータにおけるロータの
向きおよび電流ベクトルの向きを表すもので、電流ベク
トルI1 はリレーが上記第1の組み合わせのとき、すな
わちU相、W相の固定子巻線2U,2Wにのみ電流を流
したときの電流ベクトルで、電流ベクトルI2 は、U
相、V相の固定子巻線2U,2Vにのみ電流を流したと
きの電流ベクトルで、電流ベクトルI1 からπ/3離れ
ている。
向きおよび電流ベクトルの向きを表すもので、電流ベク
トルI1 はリレーが上記第1の組み合わせのとき、すな
わちU相、W相の固定子巻線2U,2Wにのみ電流を流
したときの電流ベクトルで、電流ベクトルI2 は、U
相、V相の固定子巻線2U,2Vにのみ電流を流したと
きの電流ベクトルで、電流ベクトルI1 からπ/3離れ
ている。
【0096】制御回路4Eは、検出されたロータの向き
が図の範囲Vのときには、リレー部91を上記第1の組
み合わせに切り替え、固定子巻線2U,2Wに充電用ス
イッチング部3Aから直接電流が流れるようにする。ロ
ータの向きが図の範囲Wのときには、リレー部91を上
記第2の組み合わせに切り替え、固定子巻線2U,2V
に充電用スイッチング部3Aから直接電流が流れるよう
にする。同様にロータの向きが図の範囲Uのときには、
リレー部91を上記第3の組み合わせに切り替え、固定
子巻線2V,2Wに充電用スイッチング部3Aから直接
電流が流れるようにする。
が図の範囲Vのときには、リレー部91を上記第1の組
み合わせに切り替え、固定子巻線2U,2Wに充電用ス
イッチング部3Aから直接電流が流れるようにする。ロ
ータの向きが図の範囲Wのときには、リレー部91を上
記第2の組み合わせに切り替え、固定子巻線2U,2V
に充電用スイッチング部3Aから直接電流が流れるよう
にする。同様にロータの向きが図の範囲Uのときには、
リレー部91を上記第3の組み合わせに切り替え、固定
子巻線2V,2Wに充電用スイッチング部3Aから直接
電流が流れるようにする。
【0097】インバータ12Aのスイッチングトランジ
スタのスイッチング作動について説明する。図7におい
て、ロータの向きが範囲Vのとき、ロータの向きは電流
ベクトルI1 と完全に一致しているか、電流ベクトルI
1 から図の時計回りまたは反時計回りに偏した範囲V1
または範囲V2 にある。
スタのスイッチング作動について説明する。図7におい
て、ロータの向きが範囲Vのとき、ロータの向きは電流
ベクトルI1 と完全に一致しているか、電流ベクトルI
1 から図の時計回りまたは反時計回りに偏した範囲V1
または範囲V2 にある。
【0098】制御回路4Eは、検出されたロータの向き
が範囲Vのとき、リレー部91を上記第1の組み合わせ
に切り替えるとともに、インバータ12Aの、V相の固
定子巻線2Vと接続されたスイッチングトランジスタ1
26V,128Vをスイッチング作動せしめてPWM制
御する。
が範囲Vのとき、リレー部91を上記第1の組み合わせ
に切り替えるとともに、インバータ12Aの、V相の固
定子巻線2Vと接続されたスイッチングトランジスタ1
26V,128Vをスイッチング作動せしめてPWM制
御する。
【0099】すなわち検出されたロータの向きが範囲V
1 のとき、交流電源11の、固定子巻線2U側の出力端
111aが正の期間には、バッテリ13Aの正側と接続
されるスイッチングトランジスタ126Vがスイッチン
グし、出力端111aが負の期間には、バッテリ13A
の負側と接続されるスイッチングトランジスタ128V
がスイッチングする。一方、検出されたロータの向きが
範囲V2 のとき、出力端111aが正の期間には、スイ
ッチングトランジスタ128Vがスイッチングし、出力
端111aが負の期間には、スイッチングトランジスタ
126Vがスイッチングする。
1 のとき、交流電源11の、固定子巻線2U側の出力端
111aが正の期間には、バッテリ13Aの正側と接続
されるスイッチングトランジスタ126Vがスイッチン
グし、出力端111aが負の期間には、バッテリ13A
の負側と接続されるスイッチングトランジスタ128V
がスイッチングする。一方、検出されたロータの向きが
範囲V2 のとき、出力端111aが正の期間には、スイ
ッチングトランジスタ128Vがスイッチングし、出力
端111aが負の期間には、スイッチングトランジスタ
126Vがスイッチングする。
【0100】図8はかかる制御の一例を説明するもの
で、インバータ12Aのスイッチングトランジスタは、
充電用スイッチング部3Aのスイッチングトランジスタ
31と同期してスイッチングする。ロータの向きが範囲
V1 にあり、出力端111aが正の期間には、スイッチ
ングトランジスタ126Vがオンのタイミングで、V相
の固定子巻線2Vに、充電用スイッチング部3A〜リレ
ー911〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングト
ランジスタ126V〜V相の固定子巻線2Vの経路で電
流が流れる。その電流はスイッチングトランジスタ12
6Vのオンデューティに比例する。したがって上記オン
デューティに応じて電流ベクトルが変化する。
で、インバータ12Aのスイッチングトランジスタは、
充電用スイッチング部3Aのスイッチングトランジスタ
31と同期してスイッチングする。ロータの向きが範囲
V1 にあり、出力端111aが正の期間には、スイッチ
ングトランジスタ126Vがオンのタイミングで、V相
の固定子巻線2Vに、充電用スイッチング部3A〜リレ
ー911〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングト
ランジスタ126V〜V相の固定子巻線2Vの経路で電
流が流れる。その電流はスイッチングトランジスタ12
6Vのオンデューティに比例する。したがって上記オン
デューティに応じて電流ベクトルが変化する。
【0101】この電流ベクトルは、スイッチングトラン
ジスタ126Vのオンデューティが0のときには、固定
子巻線2U,2Wにのみ電流が流れるから、電流ベクト
ルI1 となる。オンデューティを上げると、電流ベクト
ルは電流ベクトルI1 から時計回りに向きを変える。そ
してオンデューティが充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチングトランジスタ31のオンデューティと等しくな
ったとき、固定子巻線2U,2Vには等しい電流が流
れ、固定子巻線2Wには2倍の電流が流れる。しかして
電流ベクトルは、固定子巻線2U,2Wにのみ電流が流
れたときの電流ベクトルI1 から(固定子巻線2U,2
Vにのみ電流が流れたときの電流ベクトルI2 )/2を
減じた電流ベクトルI3 となる。電流ベクトルI3 は電
流ベクトルI1 が右回りにπ/6回転したベクトルであ
り、範囲V1 の最大限である。
ジスタ126Vのオンデューティが0のときには、固定
子巻線2U,2Wにのみ電流が流れるから、電流ベクト
ルI1 となる。オンデューティを上げると、電流ベクト
ルは電流ベクトルI1 から時計回りに向きを変える。そ
してオンデューティが充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチングトランジスタ31のオンデューティと等しくな
ったとき、固定子巻線2U,2Vには等しい電流が流
れ、固定子巻線2Wには2倍の電流が流れる。しかして
電流ベクトルは、固定子巻線2U,2Wにのみ電流が流
れたときの電流ベクトルI1 から(固定子巻線2U,2
Vにのみ電流が流れたときの電流ベクトルI2 )/2を
減じた電流ベクトルI3 となる。電流ベクトルI3 は電
流ベクトルI1 が右回りにπ/6回転したベクトルであ
り、範囲V1 の最大限である。
【0102】このように、検出されたロータの向きに基
づいてスイッチングトランジスタ126Vのオンデュー
ティを調整し、ロータの向きと電流ベクトルの向きとを
好適に一致せしめることができる。
づいてスイッチングトランジスタ126Vのオンデュー
ティを調整し、ロータの向きと電流ベクトルの向きとを
好適に一致せしめることができる。
【0103】ロータの向きが範囲V2 にあるときには、
スイッチングトランジスタ128Vがスイッチングする
から、V相の固定子巻線2Vに、U相の固定子巻線2U
〜V相の固定子巻線2V〜スイッチングトランジスタ1
28V〜帰還用ダイオード129W〜リレー912〜充
電用スイッチング部3Aの経路で電流が流れ、スイッチ
ングトランジスタ128Vのオンデューティに応じて電
流ベクトルを範囲V2の任意の方向に調整することがで
きる。
スイッチングトランジスタ128Vがスイッチングする
から、V相の固定子巻線2Vに、U相の固定子巻線2U
〜V相の固定子巻線2V〜スイッチングトランジスタ1
28V〜帰還用ダイオード129W〜リレー912〜充
電用スイッチング部3Aの経路で電流が流れ、スイッチ
ングトランジスタ128Vのオンデューティに応じて電
流ベクトルを範囲V2の任意の方向に調整することがで
きる。
【0104】また交流電源11の出力端111aが負の
期間も同様の制御が行われる。またロータの向きが図の
Wの範囲のときには、リレー部91を上記第2の組み合
わせに切り替えるとともに、W相の固定子巻線2Wに接
続されたスイッチングトランジスタ126W,128W
をスイッチング作動する。ロータの向きが図のUの範囲
のときには、リレー部91を上記第3の組み合わせに切
り替えるとともに、U相の固定子巻線2Uに接続された
スイッチングトランジスタ126U,128Uをスイッ
チングする。
期間も同様の制御が行われる。またロータの向きが図の
Wの範囲のときには、リレー部91を上記第2の組み合
わせに切り替えるとともに、W相の固定子巻線2Wに接
続されたスイッチングトランジスタ126W,128W
をスイッチング作動する。ロータの向きが図のUの範囲
のときには、リレー部91を上記第3の組み合わせに切
り替えるとともに、U相の固定子巻線2Uに接続された
スイッチングトランジスタ126U,128Uをスイッ
チングする。
【0105】なおインバータ12Aのスイッチングトラ
ンジスタのオンデューティが充電用スイッチング部3A
のスイッチングトランジスタ31のオンデューティと等
しくとも、回路の非対称やインバータ12Aのスイッチ
ングトランジスタの損失等で、実際には電流ベクトルが
範囲V1 ,V2 の最大限に達しないこともある。かかる
場合には、制御回路4Eを、図9に示すようにインバー
タ12Aのスイッチングトランジスタのオンデューティ
をスイッチングトランジスタ31のオンデューティを越
えて変化する構成とする。
ンジスタのオンデューティが充電用スイッチング部3A
のスイッチングトランジスタ31のオンデューティと等
しくとも、回路の非対称やインバータ12Aのスイッチ
ングトランジスタの損失等で、実際には電流ベクトルが
範囲V1 ,V2 の最大限に達しないこともある。かかる
場合には、制御回路4Eを、図9に示すようにインバー
タ12Aのスイッチングトランジスタのオンデューティ
をスイッチングトランジスタ31のオンデューティを越
えて変化する構成とする。
【0106】すなわち、出力端111aが正の期間にス
イッチングトランジスタ126Vをスイッチングする場
合を例にとって説明すると、スイッチングトランジスタ
31がオフした後、スイッチングトランジスタ126V
がオンの期間は、固定子巻線2V〜固定子巻線2W〜帰
還用ダイオード127W〜スイッチングトランジスタ1
26V〜固定子巻線2Vという経路で電流が還流し、V
相の平均電流が増加する。このようにオンデューティを
0からスイッチングトランジスタ31のオンデューティ
を越えるまで変化せしめることで範囲V1 を不足なくカ
バーすることができる。
イッチングトランジスタ126Vをスイッチングする場
合を例にとって説明すると、スイッチングトランジスタ
31がオフした後、スイッチングトランジスタ126V
がオンの期間は、固定子巻線2V〜固定子巻線2W〜帰
還用ダイオード127W〜スイッチングトランジスタ1
26V〜固定子巻線2Vという経路で電流が還流し、V
相の平均電流が増加する。このようにオンデューティを
0からスイッチングトランジスタ31のオンデューティ
を越えるまで変化せしめることで範囲V1 を不足なくカ
バーすることができる。
【0107】なお、スイッチングトランジスタ126V
がオフされた時点で、V相電流は、固定子巻線2V〜固
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ1
3A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vとい
う経路でバッテリ13Aに出力され、問題なく充電に供
される。
がオフされた時点で、V相電流は、固定子巻線2V〜固
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ1
3A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vとい
う経路でバッテリ13Aに出力され、問題なく充電に供
される。
【0108】なお充電用スイッチング部3Aを、スイッ
チングトランジスタ31をオフして導通状態(オン)か
ら遮断状態(オフ)に切り替えた直後、充電用スイッチ
ング部3AとU相の固定子巻線2Uとを結ぶ導通線71
bにサージ電圧が発生する。固定子巻線2Uの電圧はバ
ッテリ電圧となるため、充電用スイッチング部3Aのス
イッチングトランジスタ31の、固定子巻線2U側に
は、バッテリ電圧とサージ電圧の和の電圧が現れる。一
方、充電用スイッチング部3Aの交流電源11側はフィ
ルタ回路14のコンデンサにより通常交流電源の電圧に
略保たれている。この結果、充電用スイッチング部3A
のスイッチングトランジスタ31に高い電圧が印加され
ることになり、耐圧の大きなものが必要となる。
チングトランジスタ31をオフして導通状態(オン)か
ら遮断状態(オフ)に切り替えた直後、充電用スイッチ
ング部3AとU相の固定子巻線2Uとを結ぶ導通線71
bにサージ電圧が発生する。固定子巻線2Uの電圧はバ
ッテリ電圧となるため、充電用スイッチング部3Aのス
イッチングトランジスタ31の、固定子巻線2U側に
は、バッテリ電圧とサージ電圧の和の電圧が現れる。一
方、充電用スイッチング部3Aの交流電源11側はフィ
ルタ回路14のコンデンサにより通常交流電源の電圧に
略保たれている。この結果、充電用スイッチング部3A
のスイッチングトランジスタ31に高い電圧が印加され
ることになり、耐圧の大きなものが必要となる。
【0109】そこでバッテリ遮断手段たる制御回路4E
が、インバータ12Aの、電流ベクトルを補正するスイ
ッチングトランジスタに加えてさらに別のスイッチング
トランジスタをスイッチングすることで対処する。
が、インバータ12Aの、電流ベクトルを補正するスイ
ッチングトランジスタに加えてさらに別のスイッチング
トランジスタをスイッチングすることで対処する。
【0110】交流電源11の出力端111aが正の期間
に上記のごとく電流ベクトル制御用のスイッチングトラ
ンジスタ126Vをスイッチングする場合を例にとって
説明すると、サージ電圧対策用のスイッチングトランジ
スタ128Wを、スイッチングトランジスタ126Vが
オフになるタイミングでオンし、充電用スイッチング部
3Aのスイッチングトランジスタ31がオフした後、オ
フするようにスイッチングする。
に上記のごとく電流ベクトル制御用のスイッチングトラ
ンジスタ126Vをスイッチングする場合を例にとって
説明すると、サージ電圧対策用のスイッチングトランジ
スタ128Wを、スイッチングトランジスタ126Vが
オフになるタイミングでオンし、充電用スイッチング部
3Aのスイッチングトランジスタ31がオフした後、オ
フするようにスイッチングする。
【0111】スイッチングトランジスタ31がオンのと
きに流れていた電流は、スイッチングトランジスタ31
がオフすると、固定子巻線2U〜固定子巻線2W〜スイ
ッチングトランジスタ128W〜帰還用ダイオード12
9U〜固定子巻線2Uの経路および固定子巻線2V〜固
定子巻線2W〜スイッチングトランジスタ128W〜帰
還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路で還流
し、バッテリ13Aには流れず、スイッチングトランジ
スタ31とバッテリ13Aとは遮断される。しかして固
定子巻線2Uに現れる電圧は、インバータ12Aのスイ
ッチングトランジスタ128Wと帰還用ダイオード12
9Vおよび配線抵抗による電圧降下分のみとなり、バッ
テリ電圧は現れない。
きに流れていた電流は、スイッチングトランジスタ31
がオフすると、固定子巻線2U〜固定子巻線2W〜スイ
ッチングトランジスタ128W〜帰還用ダイオード12
9U〜固定子巻線2Uの経路および固定子巻線2V〜固
定子巻線2W〜スイッチングトランジスタ128W〜帰
還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路で還流
し、バッテリ13Aには流れず、スイッチングトランジ
スタ31とバッテリ13Aとは遮断される。しかして固
定子巻線2Uに現れる電圧は、インバータ12Aのスイ
ッチングトランジスタ128Wと帰還用ダイオード12
9Vおよび配線抵抗による電圧降下分のみとなり、バッ
テリ電圧は現れない。
【0112】なおスイッチングトランジスタ128Wが
オフすると、上記経路を還流していた電流は、それぞれ
帰還用ダイオード127Wを通り、バッテリ13Aに出
力され、充電に供せられる。
オフすると、上記経路を還流していた電流は、それぞれ
帰還用ダイオード127Wを通り、バッテリ13Aに出
力され、充電に供せられる。
【0113】このようにスイッチングトランジスタ31
がオフしてサージ電圧が発生してもバッテリ電圧が乗ら
ないから、スイッチグトランジスタ31にさほど耐圧の
高いものは不要となり、コストの点で有利である。
がオフしてサージ電圧が発生してもバッテリ電圧が乗ら
ないから、スイッチグトランジスタ31にさほど耐圧の
高いものは不要となり、コストの点で有利である。
【0114】なおスイッチングトランジスタ128Wの
オン期間はサージ電圧が収束するに十分な時間とする。
オン期間はサージ電圧が収束するに十分な時間とする。
【0115】またインバータ12Aのスイッチングトラ
ンジスタをスイッチングすることで電流ベクトルをロー
タ側へ補正し、ロータの向きと電流ベクトルとが好適に
一致するようにしているが、要求される騒音レベル等に
よっては、インバータ12Aのスイッチングトランジス
タのスイッチングを省略して、リレー部91を切り替
え、ロータの向きが属する範囲U,V,Wのいずれかの
中心に電流ベクトルを向けるだけの構成とすることもで
きる。
ンジスタをスイッチングすることで電流ベクトルをロー
タ側へ補正し、ロータの向きと電流ベクトルとが好適に
一致するようにしているが、要求される騒音レベル等に
よっては、インバータ12Aのスイッチングトランジス
タのスイッチングを省略して、リレー部91を切り替
え、ロータの向きが属する範囲U,V,Wのいずれかの
中心に電流ベクトルを向けるだけの構成とすることもで
きる。
【0116】(第7実施形態)図11に本発明の電源装
置を適用した第6の電気自動車用バッテリの充電装置を
示す。図中、図6と同一番号を付したものは実質的に同
じ作動をするので第6実施形態との相違点を中心に説明
する。第6実施形態ではモータ位置センサを用いて各相
電流を調整したが、相電流の調整値(インバータのスイ
ッチングトランジスタのオンデューティ)を別の構成で
求めるようにしたものである。
置を適用した第6の電気自動車用バッテリの充電装置を
示す。図中、図6と同一番号を付したものは実質的に同
じ作動をするので第6実施形態との相違点を中心に説明
する。第6実施形態ではモータ位置センサを用いて各相
電流を調整したが、相電流の調整値(インバータのスイ
ッチングトランジスタのオンデューティ)を別の構成で
求めるようにしたものである。
【0117】制御回路4Fはリレー部91とともに電流
ベクトル制御手段C2を構成する。制御回路4Fは、基
本的な構成は第6実施形態の制御回路4Eと同じで、こ
れに振動検出手段たる振動センサ93からの検出信号が
入力するようになっている。振動センサ93は電気自動
車の交流モータの表面等に取り付けられ、交流モータの
振動の強さを検出する。
ベクトル制御手段C2を構成する。制御回路4Fは、基
本的な構成は第6実施形態の制御回路4Eと同じで、こ
れに振動検出手段たる振動センサ93からの検出信号が
入力するようになっている。振動センサ93は電気自動
車の交流モータの表面等に取り付けられ、交流モータの
振動の強さを検出する。
【0118】図12、図13、図14に制御回路4Fの
制御フローを示す。図12においてステップS1では、
振動センサ93により検出された振動の強さに基づいて
リレー部91を設定する。ステップS1の詳細を示す図
13において、リレー部91を第1の組み合わせに切替
えてU相、W相の固定子巻線2U,2Wのみに電流を流
し、振動の強さを計る(ステップS101)。続くステ
ップS102では、リレー部91を第2の組み合わせに
切替えてU相、V相の固定子巻線2U,2Vのみに上記
電流と同じ電流を流し、振動の強さを計る。続くステッ
プS103では、リレー部91を第3の組み合わせに切
替えてV相、W相の固定子巻線2V,2Wのみに上記電
流と同じ電流を流し、振動の強さを計る。
制御フローを示す。図12においてステップS1では、
振動センサ93により検出された振動の強さに基づいて
リレー部91を設定する。ステップS1の詳細を示す図
13において、リレー部91を第1の組み合わせに切替
えてU相、W相の固定子巻線2U,2Wのみに電流を流
し、振動の強さを計る(ステップS101)。続くステ
ップS102では、リレー部91を第2の組み合わせに
切替えてU相、V相の固定子巻線2U,2Vのみに上記
電流と同じ電流を流し、振動の強さを計る。続くステッ
プS103では、リレー部91を第3の組み合わせに切
替えてV相、W相の固定子巻線2V,2Wのみに上記電
流と同じ電流を流し、振動の強さを計る。
【0119】そして上記各ステップS101〜S103
において計った電流を比較し、上記第1、第2、第3の
組み合わせうち、最も振動の小さかった時の組み合わせ
にリレー部91の設定を戻す(ステップS104)。最
も振動の小さかったときの組み合わせを選択すること
で、ロータの向きと電流ベクトルのなす角度が最も小さ
い組み合わせが選択できる。例えば図7においてロータ
の向きが範囲Vのときには、電流ベクトルI1 となる第
1の組み合わせが選択される。
において計った電流を比較し、上記第1、第2、第3の
組み合わせうち、最も振動の小さかった時の組み合わせ
にリレー部91の設定を戻す(ステップS104)。最
も振動の小さかったときの組み合わせを選択すること
で、ロータの向きと電流ベクトルのなす角度が最も小さ
い組み合わせが選択できる。例えば図7においてロータ
の向きが範囲Vのときには、電流ベクトルI1 となる第
1の組み合わせが選択される。
【0120】ステップS2(図12)では、検出された
振動の強さに基づいてインバータ12Aのスイッチング
トランジスタのオンデューティを設定する。スイッチン
グするインバータ12Aのスイッチングトランジスタ
は、リレー部91の組み合わせに応じて第6実施形態と
同じものが設定される。なお以下の説明においては第1
の組み合わせが選択されたものとして説明する。
振動の強さに基づいてインバータ12Aのスイッチング
トランジスタのオンデューティを設定する。スイッチン
グするインバータ12Aのスイッチングトランジスタ
は、リレー部91の組み合わせに応じて第6実施形態と
同じものが設定される。なお以下の説明においては第1
の組み合わせが選択されたものとして説明する。
【0121】ステップS2の詳細を示す図14におい
て、電力指令値を本来の電力値から上記オンデューティ
の調整用の電力値に下げる(ステップS201)。固定
子巻線2U,2V,2Wにあまり大きな電流が流れない
ようにするためである。続くステップS202では、ロ
ータの向きが範囲V1 にあるものとして、スイッチング
トランジスタ126Vを交流電源11の出力端111a
が正のときスイッチングし、スイッチングトランジスタ
128Vを出力端111aが負のときスイッチングす
る。スイッチングトランジスタ126V、128Vのオ
ンデューティを0から変化せしめ、振動の強さを計る。
て、電力指令値を本来の電力値から上記オンデューティ
の調整用の電力値に下げる(ステップS201)。固定
子巻線2U,2V,2Wにあまり大きな電流が流れない
ようにするためである。続くステップS202では、ロ
ータの向きが範囲V1 にあるものとして、スイッチング
トランジスタ126Vを交流電源11の出力端111a
が正のときスイッチングし、スイッチングトランジスタ
128Vを出力端111aが負のときスイッチングす
る。スイッチングトランジスタ126V、128Vのオ
ンデューティを0から変化せしめ、振動の強さを計る。
【0122】ステップS203では、ステップS202
における振動測定で、振動の強さが大きくなったかどう
かを判定する。大きくなっていれば、スイッチングトラ
ンジスタ126V,128Vをスイッチングしたことに
より電流ベクトルとロータの向きとがより離れた、すな
わちロータの向きは範囲V2 にあると判断できる。この
ときはスイッチングトランジスタ126Vを、交流電源
11の出力端111aが負のときスイッチングし、スイ
ッチングトランジスタ128Vを、交流電源11の出力
端111aが正のときスイッチングするように設定し
(ステップS204)、ステップS205に進む。
における振動測定で、振動の強さが大きくなったかどう
かを判定する。大きくなっていれば、スイッチングトラ
ンジスタ126V,128Vをスイッチングしたことに
より電流ベクトルとロータの向きとがより離れた、すな
わちロータの向きは範囲V2 にあると判断できる。この
ときはスイッチングトランジスタ126Vを、交流電源
11の出力端111aが負のときスイッチングし、スイ
ッチングトランジスタ128Vを、交流電源11の出力
端111aが正のときスイッチングするように設定し
(ステップS204)、ステップS205に進む。
【0123】ステップS203において、振動の強さが
小さくなったと判断できれば、ステップS202におけ
る仮定が正しかったと判断できるから、スイッチングト
ランジスタの設定をそのままにしてステップS205に
進む。
小さくなったと判断できれば、ステップS202におけ
る仮定が正しかったと判断できるから、スイッチングト
ランジスタの設定をそのままにしてステップS205に
進む。
【0124】ステップS205では、スイッチングトラ
ンジスタ126V,128Vのオンデューティを最適化
する。すなわちオンデューティを変化せしめて振動が最
小となるオンデューティを探索し、このときのオンデュ
ーティに固定する。
ンジスタ126V,128Vのオンデューティを最適化
する。すなわちオンデューティを変化せしめて振動が最
小となるオンデューティを探索し、このときのオンデュ
ーティに固定する。
【0125】ステップS206では、電力指令値を本来
の電力値に戻す。しかして交流モータが振動等を生じる
ことなくバッテリ13Aが充電される。
の電力値に戻す。しかして交流モータが振動等を生じる
ことなくバッテリ13Aが充電される。
【0126】なおステップS202〜204に代えて、
ロータの向きが範囲V1 にあると仮定した場合と、範囲
V2 にあると仮定した場合の両方について、スイッチン
グトランジスタ126V,128Vを同じ所定のオンデ
ューティでスイッチングし、そのときの振動の強さが小
さい方の仮定をとるのでもよい。
ロータの向きが範囲V1 にあると仮定した場合と、範囲
V2 にあると仮定した場合の両方について、スイッチン
グトランジスタ126V,128Vを同じ所定のオンデ
ューティでスイッチングし、そのときの振動の強さが小
さい方の仮定をとるのでもよい。
【0127】(第8実施形態)上記第6、第7実施形態
では、充電用スイッチング部と接続される固定子巻線を
切り替えるリレー部を用いているが、制御回路を別の構
成とすることで、上記リレー部を省略することもでき
る。図15に、かかる本発明の電源装置を適用した第7
の電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図中、図6
と同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするので
第2、第6実施形態との相違点を中心に説明する。
では、充電用スイッチング部と接続される固定子巻線を
切り替えるリレー部を用いているが、制御回路を別の構
成とすることで、上記リレー部を省略することもでき
る。図15に、かかる本発明の電源装置を適用した第7
の電気自動車用バッテリの充電装置を示す。図中、図6
と同一番号を付したものは実質的に同じ作動をするので
第2、第6実施形態との相違点を中心に説明する。
【0128】本実施形態では第6実施形態のリレー部は
省略され、充電用スイッチング部の出力側は、固定子巻
線2U,2Wと固定的に接続されている。
省略され、充電用スイッチング部の出力側は、固定子巻
線2U,2Wと固定的に接続されている。
【0129】電流ベクトル制御手段たる制御回路4G
は、基本的に第6実施形態の制御回路4Eと同じもの
で、モータ位置センサ92により検出されたロータ位置
に基づいてインバータ12Aのスイッチングトランジス
タをスイッチングするようになっている。
は、基本的に第6実施形態の制御回路4Eと同じもの
で、モータ位置センサ92により検出されたロータ位置
に基づいてインバータ12Aのスイッチングトランジス
タをスイッチングするようになっている。
【0130】表は、検出されたロータの向きとスイッチ
ングされるインバータ12Aのスイッチングトランジス
タの対応を示すもので、交流電源11の出力端111a
が正の場合と出力端111bが正の場合とで、スイッチ
ングされるスイッチングトランジスタの設定が異なって
いる。
ングされるインバータ12Aのスイッチングトランジス
タの対応を示すもので、交流電源11の出力端111a
が正の場合と出力端111bが正の場合とで、スイッチ
ングされるスイッチングトランジスタの設定が異なって
いる。
【0131】
【表1】
【0132】充電用スイッチング部3Aの出力側が固定
子巻線2U,2Wと固定的に接続されているので、ロー
タの向きが範囲V1 ,V2 にあるときはスイッチングト
ランジスタの選択は、第6実施形態の、リレー部91
(図6)が第1の組み合わせに切り替えられた場合のス
イッチングトランジタの設定と同じで、第6実施形態と
同様にスイッチングトランジスタ126V,128Vが
スイッチングされる。
子巻線2U,2Wと固定的に接続されているので、ロー
タの向きが範囲V1 ,V2 にあるときはスイッチングト
ランジスタの選択は、第6実施形態の、リレー部91
(図6)が第1の組み合わせに切り替えられた場合のス
イッチングトランジタの設定と同じで、第6実施形態と
同様にスイッチングトランジスタ126V,128Vが
スイッチングされる。
【0133】さてロータの向きが範囲U,Wにあるとき
は、交流電源11の出力端111a,111bの極性に
応じて3つのスイッチングトランジスタが選択される。
すなわちロータの向きが範囲Uにあるときはスイッチン
グトランジスタ126V,128U,126Uまたはス
イッチングトランジスタ128V,126U,128U
が選択され、ロータの向きが範囲Wにあるときはスイッ
チングトランジスタ128V,126W,128Wまた
はスイッチングトランジスタ128V,128W,12
6Wが選択される。
は、交流電源11の出力端111a,111bの極性に
応じて3つのスイッチングトランジスタが選択される。
すなわちロータの向きが範囲Uにあるときはスイッチン
グトランジスタ126V,128U,126Uまたはス
イッチングトランジスタ128V,126U,128U
が選択され、ロータの向きが範囲Wにあるときはスイッ
チングトランジスタ128V,126W,128Wまた
はスイッチングトランジスタ128V,128W,12
6Wが選択される。
【0134】以下に、ロータの向きが範囲Uで、交流電
源11の出力端111aが正の場合を例にとり説明す
る。図16、図17、図18、図19、図20、図2
1、図22、図23、図24、図25、図26、図27
はスイッチングトランジスタ126V,128U,12
6Uのスイッチング時の電流の経路を示すもので、電流
の経路は図中の矢印(2点鎖線)で示している。(A)
はU相の固定子巻線に流れる電流を示すもので、(B)
は図16〜図21においてはW相の、図22〜図27に
おいてはV相の固定子巻線に流れる電流を示すものであ
る。これらの図は図15を簡略化するとともに、充電用
スイッチング部3Aとインバータ12Aのスイッチング
トランジスタ126U〜128Wとをスイッチ記号で表
している。
源11の出力端111aが正の場合を例にとり説明す
る。図16、図17、図18、図19、図20、図2
1、図22、図23、図24、図25、図26、図27
はスイッチングトランジスタ126V,128U,12
6Uのスイッチング時の電流の経路を示すもので、電流
の経路は図中の矢印(2点鎖線)で示している。(A)
はU相の固定子巻線に流れる電流を示すもので、(B)
は図16〜図21においてはW相の、図22〜図27に
おいてはV相の固定子巻線に流れる電流を示すものであ
る。これらの図は図15を簡略化するとともに、充電用
スイッチング部3Aとインバータ12Aのスイッチング
トランジスタ126U〜128Wとをスイッチ記号で表
している。
【0135】スイッチングトランジスタ126U〜12
8Wのスイッチングは充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチングに同期して行われ、図16〜図21の6つの状
態または図22〜図27の6つの状態が繰り返される。
図16〜図21の状態と図22〜図27の状態とは、充
電用スイッチング部3Aのスイッチングおよび充電用ス
イッチング部3Aのスイッチングトランジスタのスイッ
チングのパターンは同じであるが、状態1のデュ−ティ
の長短の違いにより回路中を流れる電流の経路が異なる
ものである。なお各状態のデューティは、モータ位置セ
ンサ92(図15)により検出されたロータの向きに基
づいて各相の目標電流値が設定され、目標電流値を満た
すように調整されるが、これについては後述する。
8Wのスイッチングは充電用スイッチング部3Aのスイ
ッチングに同期して行われ、図16〜図21の6つの状
態または図22〜図27の6つの状態が繰り返される。
図16〜図21の状態と図22〜図27の状態とは、充
電用スイッチング部3Aのスイッチングおよび充電用ス
イッチング部3Aのスイッチングトランジスタのスイッ
チングのパターンは同じであるが、状態1のデュ−ティ
の長短の違いにより回路中を流れる電流の経路が異なる
ものである。なお各状態のデューティは、モータ位置セ
ンサ92(図15)により検出されたロータの向きに基
づいて各相の目標電流値が設定され、目標電流値を満た
すように調整されるが、これについては後述する。
【0136】さて図16のスイッチ状態(以下、状態1
という)から順次、説明する。状態1の前の状態(図2
1)は充電用スイッチング部3Aがオフで、スイッチン
グトランジスタ126U,126Vがオンであり、この
状態からスイッチングトランジスタ126Uがオフする
とともにスイッチングトランジスタ128Uがオンす
る。
という)から順次、説明する。状態1の前の状態(図2
1)は充電用スイッチング部3Aがオフで、スイッチン
グトランジスタ126U,126Vがオンであり、この
状態からスイッチングトランジスタ126Uがオフする
とともにスイッチングトランジスタ128Uがオンす
る。
【0137】上記のごとく交流電源11の出力端111
aが正の期間を考えているから、充電用スイッチング部
3AがオンのときU相の固定子巻線2Uには正の電圧が
印加されるが、スイッチングトランジスタ126V,1
28Uがオンしてバッテリ13A〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2V,2U〜スイッチング
トランジスタ128U〜バッテリ13Aの回路が形成さ
れることにより、固定子巻線2Uに、バッテリ13Aか
ら上記電圧とは逆方向の電圧が印加され、図16(A)
に示す経路で電流が流れる。固定子巻線2Uがバッテリ
13Aのエネルギーを吸収するので、U相の相電流−i
U は増加する。相電流は導通線71b(図15)との接
続端から中性点へ流れる方向を正とするから、相電流−
iU にマイナス符号を付している。
aが正の期間を考えているから、充電用スイッチング部
3AがオンのときU相の固定子巻線2Uには正の電圧が
印加されるが、スイッチングトランジスタ126V,1
28Uがオンしてバッテリ13A〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2V,2U〜スイッチング
トランジスタ128U〜バッテリ13Aの回路が形成さ
れることにより、固定子巻線2Uに、バッテリ13Aか
ら上記電圧とは逆方向の電圧が印加され、図16(A)
に示す経路で電流が流れる。固定子巻線2Uがバッテリ
13Aのエネルギーを吸収するので、U相の相電流−i
U は増加する。相電流は導通線71b(図15)との接
続端から中性点へ流れる方向を正とするから、相電流−
iU にマイナス符号を付している。
【0138】一方、固定子巻線2Wには、図16(B)
に示すように、固定子巻線2W〜帰還用ダイオード12
7W〜スイッチングトランジスタ126V〜固定子巻線
2Vの経路で電流が流れる。固定子巻線2WからV相の
固定子巻線2Vにエネルギーを放出するので、W相の相
電流iw は減少する。
に示すように、固定子巻線2W〜帰還用ダイオード12
7W〜スイッチングトランジスタ126V〜固定子巻線
2Vの経路で電流が流れる。固定子巻線2WからV相の
固定子巻線2Vにエネルギーを放出するので、W相の相
電流iw は減少する。
【0139】V相の相電流iV は相電流−iU と相電流
iw の和で与えられる。
iw の和で与えられる。
【0140】状態1からスイッチングトランジスタ12
6Vがオフし図17のスイッチ状態(以下、状態2とい
う)となる。状態2では、図17(A)に示すように固
定子巻線2U〜スイッチングトランジスタ128U〜帰
還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路で電流
が流れる。相電流−iU は増加する。すなわち固定子巻
線2Uが固定子巻線2Vのエネルギーを吸収する。一
方、図17(B)に示すように固定子巻線2W〜帰還用
ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイオー
ド129V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固
定子巻線2Wはバッテリ13Aにエネルギーを放出する
ので、相電流iw は減少する。
6Vがオフし図17のスイッチ状態(以下、状態2とい
う)となる。状態2では、図17(A)に示すように固
定子巻線2U〜スイッチングトランジスタ128U〜帰
還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路で電流
が流れる。相電流−iU は増加する。すなわち固定子巻
線2Uが固定子巻線2Vのエネルギーを吸収する。一
方、図17(B)に示すように固定子巻線2W〜帰還用
ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイオー
ド129V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固
定子巻線2Wはバッテリ13Aにエネルギーを放出する
ので、相電流iw は減少する。
【0141】状態2からスイッチングトランジスタ12
6Uがオンするとともにスイッチングトランジスタ12
8Uがオフし図18のスイッチ状態(以下、状態3とい
う)となる。状態3では図18(A)に示すように、固
定子巻線2U〜帰還用ダイオード127U〜バッテリ1
3A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経
路で電流が流れる。また図18(B)に示すように固定
子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ13
A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路
で電流が流れる。両固定子巻線2U,2Wはバッテリ1
3Aにエネルギーを放出するので、相電流−iU ,iw
は減少し収束していく。
6Uがオンするとともにスイッチングトランジスタ12
8Uがオフし図18のスイッチ状態(以下、状態3とい
う)となる。状態3では図18(A)に示すように、固
定子巻線2U〜帰還用ダイオード127U〜バッテリ1
3A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経
路で電流が流れる。また図18(B)に示すように固定
子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ13
A〜帰還用ダイオード129V〜固定子巻線2Vの経路
で電流が流れる。両固定子巻線2U,2Wはバッテリ1
3Aにエネルギーを放出するので、相電流−iU ,iw
は減少し収束していく。
【0142】状態3からスイッチングトランジスタ12
6Vがオンし図19のスイッチ状態(以下、状態4とい
う)となる。状態4では図19(A)に示すように固定
子巻線2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチング
トランジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が
流れる。また図19(B)に示すように、固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジ
スタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。
両固定子巻線2U,2Wはエネルギーの吸収、放出が殆
どないので、相電流−iU ,iw は略一定となる。
6Vがオンし図19のスイッチ状態(以下、状態4とい
う)となる。状態4では図19(A)に示すように固定
子巻線2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチング
トランジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が
流れる。また図19(B)に示すように、固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジ
スタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。
両固定子巻線2U,2Wはエネルギーの吸収、放出が殆
どないので、相電流−iU ,iw は略一定となる。
【0143】状態4から充電用スイッチング部3Aがオ
ンし図20のスイッチ状態(以下、状態5という)とな
る。状態5では図20(A)に示すように、固定子巻線
2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。固定子巻線2Uは固定子巻線2Vにエネルギーを返
すので、相電流−iU は減少し収束していく。また図2
0(B)に示すように、交流電源11〜充電用スイッチ
ング部3A〜帰還用ダイオード127U〜スイッチング
トランジスタ126V〜固定子巻線2V〜固定子巻線2
W〜充電用スイッチング部3A〜交流電源11の経路で
電流が流れる。固定子巻線2Wは交流電源11からエネ
ルギーを吸収するので、相電流iw は増加する。
ンし図20のスイッチ状態(以下、状態5という)とな
る。状態5では図20(A)に示すように、固定子巻線
2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。固定子巻線2Uは固定子巻線2Vにエネルギーを返
すので、相電流−iU は減少し収束していく。また図2
0(B)に示すように、交流電源11〜充電用スイッチ
ング部3A〜帰還用ダイオード127U〜スイッチング
トランジスタ126V〜固定子巻線2V〜固定子巻線2
W〜充電用スイッチング部3A〜交流電源11の経路で
電流が流れる。固定子巻線2Wは交流電源11からエネ
ルギーを吸収するので、相電流iw は増加する。
【0144】状態5から充電用スイッチング部3Aがオ
フし図21のスイッチ状態(以下、状態6という)とな
る。状態6では図21(A)に示すように、固定子巻線
2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。また図21(B)に示すように、固定子巻線2W〜
帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジスタ
126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固定
子巻線2U,2Wはエネルギーの吸収、放出を殆どしな
いので、相電流−iU ,iw は略一定となる。
フし図21のスイッチ状態(以下、状態6という)とな
る。状態6では図21(A)に示すように、固定子巻線
2U〜帰還用ダイオード127U〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。また図21(B)に示すように、固定子巻線2W〜
帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジスタ
126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固定
子巻線2U,2Wはエネルギーの吸収、放出を殆どしな
いので、相電流−iU ,iw は略一定となる。
【0145】このように固定子巻線2Uにバッテリ13
Aから交流電源11から印加される電圧とは逆方向の電
圧が印加されることにより、固定子巻線2U,2Wのい
ずれにも中性点から導通線71b(図15)との接続端
に向かう相電流−iU ,iwを流すことが可能となる。
すなわち常に固定子巻線2Vから固定子巻線2Uへ、お
よび固定子巻線2Vから固定子巻線2Wへと電流が流れ
ている。なおこの電流の向きは交流電源11の出力端1
11aが負の時は逆方向となる。
Aから交流電源11から印加される電圧とは逆方向の電
圧が印加されることにより、固定子巻線2U,2Wのい
ずれにも中性点から導通線71b(図15)との接続端
に向かう相電流−iU ,iwを流すことが可能となる。
すなわち常に固定子巻線2Vから固定子巻線2Uへ、お
よび固定子巻線2Vから固定子巻線2Wへと電流が流れ
ている。なおこの電流の向きは交流電源11の出力端1
11aが負の時は逆方向となる。
【0146】また交流電源11からのエネルギーはW相
の固定子巻線2Wが吸収し、バッテリ13Aに放出す
る。U相の固定子巻線2Uは、バッテリ13Aとの間で
エネルギーのやりとりをするだけなので、充電にはなん
ら影響を与えない。
の固定子巻線2Wが吸収し、バッテリ13Aに放出す
る。U相の固定子巻線2Uは、バッテリ13Aとの間で
エネルギーのやりとりをするだけなので、充電にはなん
ら影響を与えない。
【0147】したがって相電流iU ,iV ,iw が生成
する電流ベクトルの向きは、図7において範囲U2 とな
る。電流ベクトルの向きは上記状態のデューティを調整
して電流iU ,iW の比率を調整することで変えられ
る。例えば−iU =iW とすると電流ベクトルは電流ベ
クトルI4 となり、これは範囲U2 の一方の最大限であ
る。そして−iU =0とすると電流ベクトルI5 とな
り、これは範囲U2 の他方の最大限である。
する電流ベクトルの向きは、図7において範囲U2 とな
る。電流ベクトルの向きは上記状態のデューティを調整
して電流iU ,iW の比率を調整することで変えられ
る。例えば−iU =iW とすると電流ベクトルは電流ベ
クトルI4 となり、これは範囲U2 の一方の最大限であ
る。そして−iU =0とすると電流ベクトルI5 とな
り、これは範囲U2 の他方の最大限である。
【0148】次に図22〜図27に示される状態1〜状
態6について説明する。状態1(図22)では、固定子
巻線2U,2Wには、充電用スイッチング部3Aがオン
の時(状態5)にエネルギーが蓄積されているので、図
16(A)に示すように固定子巻線2U〜固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還
用ダイオード129U〜固定子巻線2Uの経路で電流が
流れる。固定子巻線2Uはバッテリ13Aへエネルギー
を放出するので、相電流iU は減少する。
態6について説明する。状態1(図22)では、固定子
巻線2U,2Wには、充電用スイッチング部3Aがオン
の時(状態5)にエネルギーが蓄積されているので、図
16(A)に示すように固定子巻線2U〜固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還
用ダイオード129U〜固定子巻線2Uの経路で電流が
流れる。固定子巻線2Uはバッテリ13Aへエネルギー
を放出するので、相電流iU は減少する。
【0149】一方、図22(B)に示すように、固定子
巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングト
ランジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流
れる。固定子巻線2Vは固定子巻線2Wからエネルギー
を吸収するので、相電流iVは増加する。
巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングト
ランジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流
れる。固定子巻線2Vは固定子巻線2Wからエネルギー
を吸収するので、相電流iVは増加する。
【0150】W相の相電流iw は、相電流iU と相電流
iV との和で与えられる。
iV との和で与えられる。
【0151】状態2では、図23(A)に示すように図
22(A)(状態1)と同じ経路で電流が流れる。また
図23(B)に示すように固定子巻線2W〜帰還用ダイ
オード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイオード1
29V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固定子
巻線2Vはバッテリ13Aにエネルギーを放出するの
で、相電流iV は減少する。
22(A)(状態1)と同じ経路で電流が流れる。また
図23(B)に示すように固定子巻線2W〜帰還用ダイ
オード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイオード1
29V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。固定子
巻線2Vはバッテリ13Aにエネルギーを放出するの
で、相電流iV は減少する。
【0152】状態3では図24(A)に示すように、固
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチン
グトランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流
が流れる。固定子巻線2Uは固定子巻線2Wからエネル
ギーを吸収するので、相電流iU は増加し収束してい
く。また図24(B)に示すように固定子巻線2W〜帰
還用ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイ
オード129V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。両固定子巻線2V,2Wはバッテリ13Aにエネル
ギーを放出するので、相電流iV は減少し収束してい
く。
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチン
グトランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流
が流れる。固定子巻線2Uは固定子巻線2Wからエネル
ギーを吸収するので、相電流iU は増加し収束してい
く。また図24(B)に示すように固定子巻線2W〜帰
還用ダイオード127W〜バッテリ13A〜帰還用ダイ
オード129V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。両固定子巻線2V,2Wはバッテリ13Aにエネル
ギーを放出するので、相電流iV は減少し収束してい
く。
【0153】状態4では図25(A)に示すように固定
子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチング
トランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流が
流れる。また図25(B)に示すように、固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジ
スタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。
両固定子巻線2U,2Vはエネルギーの吸収、放出が殆
どないので、相電流iU ,iV は略一定となる。
子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチング
トランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流が
流れる。また図25(B)に示すように、固定子巻線2
W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトランジ
スタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れる。
両固定子巻線2U,2Vはエネルギーの吸収、放出が殆
どないので、相電流iU ,iV は略一定となる。
【0154】状態5では図26(A)に示すように、交
流電源11〜充電用スイッチング部3A〜固定子巻線2
U〜固定子巻線2W〜充電用スイッチング部3A〜交流
電源11の経路で電流が流れる。また図26(B)に示
すように、交流電源11〜充電用スイッチング部3A〜
帰還用ダイオード127U〜スイッチングトランジスタ
126V〜固定子巻線2V〜固定子巻線2W〜充電用ス
イッチング部3A〜交流電源11の経路で電流が流れ
る。固定子巻線2U,2V,2Wは交流電源11からエ
ネルギーを吸収するので、相電流iU ,iV はともに増
加する。
流電源11〜充電用スイッチング部3A〜固定子巻線2
U〜固定子巻線2W〜充電用スイッチング部3A〜交流
電源11の経路で電流が流れる。また図26(B)に示
すように、交流電源11〜充電用スイッチング部3A〜
帰還用ダイオード127U〜スイッチングトランジスタ
126V〜固定子巻線2V〜固定子巻線2W〜充電用ス
イッチング部3A〜交流電源11の経路で電流が流れ
る。固定子巻線2U,2V,2Wは交流電源11からエ
ネルギーを吸収するので、相電流iU ,iV はともに増
加する。
【0155】状態6では図27(A)に示すように、固
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチン
グトランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流
が流れる。また図27(B)に示すように、固定子巻線
2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。固定子巻線2U,2V,2Wはエネルギーの吸収、
放出が殆どないので、相電流iU ,iV は略一定とな
る。
定子巻線2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチン
グトランジスタ126U〜固定子巻線2Uの経路で電流
が流れる。また図27(B)に示すように、固定子巻線
2W〜帰還用ダイオード127W〜スイッチングトラン
ジスタ126V〜固定子巻線2Vの経路で電流が流れ
る。固定子巻線2U,2V,2Wはエネルギーの吸収、
放出が殆どないので、相電流iU ,iV は略一定とな
る。
【0156】以上より知られるように、上記各状態にお
いて、常に固定子巻線2Uから固定子巻線2Wへ、およ
び固定子巻線2Vから固定子巻線2Wへと電流が流れて
いる。この電流の向きは交流電源11の出力端111a
が負の時は逆方向となる。
いて、常に固定子巻線2Uから固定子巻線2Wへ、およ
び固定子巻線2Vから固定子巻線2Wへと電流が流れて
いる。この電流の向きは交流電源11の出力端111a
が負の時は逆方向となる。
【0157】したがって固定子巻線2U,2V,2Wが
生成する電流ベクトルの向きは、図7において範囲U1
となる。電流ベクトルの向きは上記状態のデューティを
調整して電流iU ,iV の比率を調整することで変えら
れる。例えばiU =iV とすると電流ベクトルは電流ベ
クトルI3 となり、これは範囲U1 の一方の最大限であ
る。そしてiU =0とすると電流ベクトルI5 となり、
これは範囲U1 の他方の最大限である。
生成する電流ベクトルの向きは、図7において範囲U1
となる。電流ベクトルの向きは上記状態のデューティを
調整して電流iU ,iV の比率を調整することで変えら
れる。例えばiU =iV とすると電流ベクトルは電流ベ
クトルI3 となり、これは範囲U1 の一方の最大限であ
る。そしてiU =0とすると電流ベクトルI5 となり、
これは範囲U1 の他方の最大限である。
【0158】しかして状態1〜状態6のデューティを調
整することで、電流の経路と、各固定子巻線2U,2
V,2Wの電流値を自在に調整できる。これにより電流
ベクトルを範囲Uの任意の方向に向けることができ、ロ
ータの向きと電流ベクトルとを好適に一致せしめること
が可能となる。なお交流電源11の出力端111aが負
の期間、ロータの向きが範囲Wのときは、表中、角欄の
上段のスイッチングトランジスタはスイッチングトラン
ジスタ126Vと、中段のスイッチングトランジスタは
スイッチングトランジスタ128Uと、下段のスイッチ
ングトランジスタはスイッチングトランジスタ126U
と同じスイッチングパターンでスイッチングする。
整することで、電流の経路と、各固定子巻線2U,2
V,2Wの電流値を自在に調整できる。これにより電流
ベクトルを範囲Uの任意の方向に向けることができ、ロ
ータの向きと電流ベクトルとを好適に一致せしめること
が可能となる。なお交流電源11の出力端111aが負
の期間、ロータの向きが範囲Wのときは、表中、角欄の
上段のスイッチングトランジスタはスイッチングトラン
ジスタ126Vと、中段のスイッチングトランジスタは
スイッチングトランジスタ128Uと、下段のスイッチ
ングトランジスタはスイッチングトランジスタ126U
と同じスイッチングパターンでスイッチングする。
【0159】次に上記状態1〜状態6のデューティの制
御について説明する。状態5のデューティは充電用スイ
ッチング部3Aのデューティで規定される。このデュー
ティは時定数の異なる2つのタスクで更新される。すな
わち第1のタスクは交流電源11の周期よりも長い時定
数で充電用スイッチング部3Aのデューティの平均値を
更新し設定するもので、出力電力の平均値が電力指令値
となるようにする。
御について説明する。状態5のデューティは充電用スイ
ッチング部3Aのデューティで規定される。このデュー
ティは時定数の異なる2つのタスクで更新される。すな
わち第1のタスクは交流電源11の周期よりも長い時定
数で充電用スイッチング部3Aのデューティの平均値を
更新し設定するもので、出力電力の平均値が電力指令値
となるようにする。
【0160】第2のタスクは交流電源11の周期よりも
十分短い時定数で充電用スイッチング部3Aのデューテ
ィを更新し設定するもので、効率よく電力をバッテリ1
3Aに供給すべく、入力電流をPWM制御して入力電流
が入力電圧に比例するようにし、力率を1に近づける。
十分短い時定数で充電用スイッチング部3Aのデューテ
ィを更新し設定するもので、効率よく電力をバッテリ1
3Aに供給すべく、入力電流をPWM制御して入力電流
が入力電圧に比例するようにし、力率を1に近づける。
【0161】しかして状態5のデューティが決定され
る。また状態4および状態6は、上記のごとく固定子巻
線2U,2V,2Wにおけるエネルギーの吸収、放出が
殆どないので、固定とする。
る。また状態4および状態6は、上記のごとく固定子巻
線2U,2V,2Wにおけるエネルギーの吸収、放出が
殆どないので、固定とする。
【0162】図28に状態1〜状態3のデューティを更
新する制御フローを示す。デューティの更新は、充電用
スイッチング部3Aのスイッチング周期よりもやや長い
時定数で行われる。ステップS301では、状態1のデ
ューティを0とする。また状態2、状態3のデューティ
を初期値に設定する。続くステップS302では、電流
センサ5U,5Wにより検出された電流から、U相電流
(iU )、V相電流(iV )さらにU相電流/V相電流
を算出し、これを目標値と比較する。
新する制御フローを示す。デューティの更新は、充電用
スイッチング部3Aのスイッチング周期よりもやや長い
時定数で行われる。ステップS301では、状態1のデ
ューティを0とする。また状態2、状態3のデューティ
を初期値に設定する。続くステップS302では、電流
センサ5U,5Wにより検出された電流から、U相電流
(iU )、V相電流(iV )さらにU相電流/V相電流
を算出し、これを目標値と比較する。
【0163】ステップS302においてU相電流/V相
電流が目標値よりも小さければ、状態3のデューティを
増し(ステップS303)、ステップS302に戻る。
ステップS302においてU相電流/V相電流が目標値
よりも大きければ、状態3のデューティを減らし(ステ
ップS304)、その状態3のデューティが0に至って
いなければ(ステップS305)、ステップS302に
戻る。
電流が目標値よりも小さければ、状態3のデューティを
増し(ステップS303)、ステップS302に戻る。
ステップS302においてU相電流/V相電流が目標値
よりも大きければ、状態3のデューティを減らし(ステ
ップS304)、その状態3のデューティが0に至って
いなければ(ステップS305)、ステップS302に
戻る。
【0164】ステップS305において状態3のデュー
ティが0であれば、状態3のデューティを0に固定し
(ステップS306)、ステップS307に進む。
ティが0であれば、状態3のデューティを0に固定し
(ステップS306)、ステップS307に進む。
【0165】ステップS307では、ステップS302
と同様にU相電流/V相電流を目標値と比較する。ステ
ップS307においてU相電流/V相電流が目標値より
も大きければ、状態1のデューティを増し(ステップS
308)、ステップS307に戻る。ステップS307
においてU相電流/V相電流が目標値よりも小さけれ
ば、状態1のデューティを減らし(ステップS30
9)、その状態1のデューティが0に至っていなければ
(ステップS310)、ステップS307に戻る。
と同様にU相電流/V相電流を目標値と比較する。ステ
ップS307においてU相電流/V相電流が目標値より
も大きければ、状態1のデューティを増し(ステップS
308)、ステップS307に戻る。ステップS307
においてU相電流/V相電流が目標値よりも小さけれ
ば、状態1のデューティを減らし(ステップS30
9)、その状態1のデューティが0に至っていなければ
(ステップS310)、ステップS307に戻る。
【0166】ステップS310において状態1のデュー
ティが0であれば、ステップS301に戻る。
ティが0であれば、ステップS301に戻る。
【0167】かかる制御により各相電流が目標値に制御
され、ロータの向きと好適に一致する所望の電流ベクト
ルが生成し、交流モータの振動等が低減する。
され、ロータの向きと好適に一致する所望の電流ベクト
ルが生成し、交流モータの振動等が低減する。
【図1】本発明の電源装置の全体回路図である。
【図2】本発明の電源装置を適用した第1の電気自動車
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図3】本発明の電源装置を適用した第2の電気自動車
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図4】本発明の電源装置を適用した第3の電気自動車
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図5】本発明の電源装置を適用した第4の電気自動車
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図6】本発明の電源装置を適用した第5の電気自動車
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図7】本発明の電源装置を適用した第5の電気自動車
用バッテリ充電装置の作動を説明する図である。
用バッテリ充電装置の作動を説明する図である。
【図8】本発明の電源装置を適用した第5の電気自動車
用バッテリ充電装置の作動を説明する第1のタイムチャ
ートである。
用バッテリ充電装置の作動を説明する第1のタイムチャ
ートである。
【図9】本発明の電源装置を適用した第5の電気自動車
用バッテリ充電装置の作動を説明する第2のタイムチャ
ートである。
用バッテリ充電装置の作動を説明する第2のタイムチャ
ートである。
【図10】本発明の電源装置を適用した第5の電気自動
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第3のタイムチ
ャートである。
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第3のタイムチ
ャートである。
【図11】本発明の電源装置を適用した第6の電気自動
車用バッテリ充電装置の全体回路図である。
車用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図12】本発明の電源装置を適用した第6の電気自動
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第1のフローチ
ャートである。
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第1のフローチ
ャートである。
【図13】本発明の電源装置を適用した第6の電気自動
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第2のフローチ
ャートである。
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第2のフローチ
ャートである。
【図14】本発明の電源装置を適用した第6の電気自動
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第3のフローチ
ャートである。
車用バッテリ充電装置の作動を説明する第3のフローチ
ャートである。
【図15】本発明の電源装置を適用した第7の電気自動
車用バッテリ充電装置の全体回路図である。
車用バッテリ充電装置の全体回路図である。
【図16】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第1の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第1の概略回路図である。
【図17】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第2の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第2の概略回路図である。
【図18】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第3の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第3の概略回路図である。
【図19】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第4の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第4の概略回路図である。
【図20】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第5の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第5の概略回路図である。
【図21】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第6の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第6の概略回路図である。
【図22】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第7の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第7の概略回路図である。
【図23】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第8の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第8の概略回路図である。
【図24】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第9の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第9の概略回路図である。
【図25】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第10の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第10の概略回路図である。
【図26】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第11の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第11の概略回路図である。
【図27】(A),(B)はそれぞれ本発明の電源装置
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第12の概略回路図である。
を適用した第7の電気自動車用バッテリ充電装置の作動
を説明する第12の概略回路図である。
【図28】本発明の電源装置を適用した第7の電気自動
車用バッテリ充電装置の作動を説明するタイムチャート
である。
車用バッテリ充電装置の作動を説明するタイムチャート
である。
11,11A 交流電源 111,111a,111b 出力端 12 整流器 122 入力端 123 出力端 12A インバータ 124,126U,126V,126W,128U,1
28V,128W スイッチングトランジスタ(スイッ
チング素子) 125,127U,127V,127W,129U,1
29V,129W 帰還用ダイオード(整流器) 13 負荷(被給電手段) 13A バッテリ(被給電手段) 2 インダクター 2U,2V,2W 固定子巻線(インダクタ) 3,3A,3B,3C,3D 充電用スイッチング部
(充電用スイッチング手段) 4,4A,4B,4D 制御回路(充電用スイッチング
制御手段) 4C 制御回路(充電用スイッチング制御手段、突入防
止用スイッチング制御手段) 4E,4F 制御回路(充電用スイッチング制御手段、
切り替え制御手段、補正手段) 4G 制御回路(充電用スイッチング制御手段、電流ベ
クトル制御手段) 5U,5V,5W,5 電流センサ(電流検出手段) 6 コンデンサ 71,71a,71b 導通線 711 接続点 8 突入防止用スイッチング部(突入防止用スイッチン
グ手段) 91 リレー部(切り替え手段) 92 モータ位置センサ(回転子検出手段) 93 振動センサ(振動検出手段) C1,C2 電流ベクトル制御手段
28V,128W スイッチングトランジスタ(スイッ
チング素子) 125,127U,127V,127W,129U,1
29V,129W 帰還用ダイオード(整流器) 13 負荷(被給電手段) 13A バッテリ(被給電手段) 2 インダクター 2U,2V,2W 固定子巻線(インダクタ) 3,3A,3B,3C,3D 充電用スイッチング部
(充電用スイッチング手段) 4,4A,4B,4D 制御回路(充電用スイッチング
制御手段) 4C 制御回路(充電用スイッチング制御手段、突入防
止用スイッチング制御手段) 4E,4F 制御回路(充電用スイッチング制御手段、
切り替え制御手段、補正手段) 4G 制御回路(充電用スイッチング制御手段、電流ベ
クトル制御手段) 5U,5V,5W,5 電流センサ(電流検出手段) 6 コンデンサ 71,71a,71b 導通線 711 接続点 8 突入防止用スイッチング部(突入防止用スイッチン
グ手段) 91 リレー部(切り替え手段) 92 モータ位置センサ(回転子検出手段) 93 振動センサ(振動検出手段) C1,C2 電流ベクトル制御手段
Claims (18)
- 【請求項1】 交流電源からの交流電力を整流する整流
器を備え直流電力を整流器の出力端に接続される被給電
手段に供給する電源装置であって、交流電源の出力端と
整流器の入力端間を結ぶ導通線の途中に、導通線の導通
と遮断とをおこなう充電用スイッチング手段を設け、充
電用スイッチング手段の整流器側にはインダクターを、
これと整流器とが並列になるように接続せしめ、かつ充
電用スイッチング手段が導通線の導通と遮断とを上記交
流電力の周期よりも短い所定の周期でおこなうように制
御する充電用スイッチング制御手段を具備せしめたこと
を特徴とする電源装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電源装置において、上記
導通線を上記交流電源の各出力端に、該出力端と整流器
の入力端の一方および上記出力端と整流器の入力端の他
方を結ぶように1対づつ設け、各導通線には上記充電用
スイッチング手段を設け、上記充電用スイッチング制御
手段を、上記交流電源の出力端を共通とする導通線に設
けられた充電用スイッチング手段同志が互いに反転作動
するように、かつ上記整流器の入力端を共通とする導通
線に設けられた充電用スイッチング手段同志が互いに反
転作動するように設定した電源装置。 - 【請求項3】 請求項1または2いずれか記載の電源装
置において、上記導通線の途中であって上記インダクタ
ーの後段かつ上記整流器の前段に、上記導通線の導通と
遮断とをする突入防止用スイッチング手段を設け、突入
防止用スイッチング手段が上記充電用スイッチング手段
と反転作動するように制御する突入防止用スイッチング
制御手段を具備せしめた電源装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載の電源装
置において、上記充電用スイッチング制御手段は、これ
に交流電源からの入力電流を検出する電流検出手段を具
備せしめるとともに、電流検出手段により検出された電
流値に基づいて上記充電用スイッチング手段の1周期に
おける平均電流がその時点における交流電源からの入力
電圧の瞬時値に比例するように上記スイッチング手段の
導通時間および遮断時間を設定する電源装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3いずれか記載の電源装
置において、上記充電用スイッチング制御手段は、上記
充電用スイッチング手段が導通時にこれより上記整流器
への電流が制限されている時、上記充電用スイッチング
手段の導通時間と遮断時間とをそれぞれ予め設定した所
定値に制御するように設定し、かつ上記遮断時間を、充
電用スイッチング手段の遮断期間に上記インダクターに
流れる電流が0になるまでの時間よりも長く設定した電
源装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし3いずれか記載の電源装
置において、上記被給電手段を、直流電力を交流電力に
変換するインバータを介して交流モータの固定子巻線に
給電するための充電可能なバッテリとし、上記交流電源
の出力端を交流モータの固定子巻線の上記インバータと
の接続点と、上記充電用スイッチング手段を設けた導通
線で接続し、バッテリ充電時には固定子巻線を上記イン
ダクターとなし、インバータの帰還用ダイオードを上記
整流器となした電源装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の電源装置において、上記
充電用スイッチング制御手段は、これに交流電源からの
入力電流を検出する電流検出手段を具備せしめるととも
に、電流検出手段により検出された電流値に基づいて上
記充電用スイッチング手段の1周期における平均電流が
その時点における交流電源からの入力電圧の瞬時値に比
例するように上記スイッチング手段の導通時間および遮
断時間を設定した電源装置。 - 【請求項8】 請求項6記載の電源装置において、上記
充電用スイッチング制御手段は、上記バッテリ電圧が上
記交流電源からの入力電圧のピーク値よりも大きい時、
上記充電用スイッチング手段の導通時間と遮断時間とを
それぞれ予め設定した所定値に制御するように設定し、
かつ上記遮断時間を、充電用スイッチング手段の遮断期
間に上記固定子巻線に流れる電流が0になるまでの時間
よりも長く設定した電源装置。 - 【請求項9】 請求項7記載の電源装置において、上記
交流モータが上記インバータと上記交流モータの固定子
巻線間を接続する通電線の途中に、固定子巻線の相電流
を検出する、上記交流モータの制御用の電流センサを備
え、少なくとも一つの充電用スイッチング手段または上
記交流電源の出力端を、その固定子巻線との接続点が、
上記充電用スイッチング手段が接続される固定子巻線の
相電流を検出する電流センサの上記固定子巻線側となる
ように接続し、かつ別の少なくとも一つの充電用スイッ
チング手段または上記交流電源の出力端を、その固定子
巻線との接続点が、上記充電用スイッチング手段が接続
される固定子巻線の相電流を検出する電流センサの上記
インバータ側となるように接続し、上記バッテリの充電
時にはこれら電流センサを上記電流検出手段となし、上
記充電用スイッチング制御手段を、電流センサにより検
出された電流に基づいて上記交流電源からの入力電流を
演算するように設定した電源装置。 - 【請求項10】 請求項7記載の電源装置において、上
記交流モータはその相数が上記交流電源の相数よりも多
いもので構成し、上記インバータは、上記交流モータの
固定子巻線のうち上記交流電源の出力端と接続されてい
ない固定子巻線と接続される上記帰還用ダイオードと並
列のスイッチング素子を、上記バッテリの充電時に導通
するように設定した電源装置。 - 【請求項11】 請求項6記載の電源装置において、上
記交流モータはその相数が上記交流電源の相数よりも多
いもので構成し、上記交流モータの回転子の方向と上記
固定子巻線により生じる電流ベクトルの方向とのずれを
検出する方向ずれ検出手段と、該方向ずれ検出手段によ
り検出されたずれに基づいて上記固定子巻線の相電流を
制御して上記回転子に生じるトルクが十分小さくなるよ
うに上記電流ベクトルの方向を変える電流ベクトル制御
手段とを具備せしめた電源装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の電源装置において、
上記方向ずれ検出手段は、上記交流モータの回転子の方
向を検出する回転子検出手段とした電源装置。 - 【請求項13】 請求項11記載の電源装置において、
上記方向ずれ検出手段は、上記交流モータの振動を検出
する振動検出手段とした電源装置。 - 【請求項14】 請求項11ないし13いずれか記載の
電源装置において、上記電流ベクトル制御手段を、上記
導通線の途中に設けられ、上記インダクターとなす固定
子巻線を切り替える切り替え手段と、該切り替え手段を
制御して、上記回転子に生じるトルクが最も小さい電流
ベクトルを生じせしめる固定子巻線に切り替える切り替
え制御手段とを具備する構成とした電源装置。 - 【請求項15】 請求項14記載の電源装置において、
上記電流ベクトル制御手段を、上記充電用スイッチング
手段と非接続の固定子巻線と接続される上記帰還用ダイ
オードと並列のスイッチング素子をスイッチングせしめ
て上記固定子巻線に電流を流し、上記電流ベクトルの方
向を補正する補正手段を具備する構成とした電源装置。 - 【請求項16】 請求項11ないし13いずれか記載の
電源装置において、電流ベクトル制御手段を、上記イン
バータの上記帰還用ダイオードと並列のスイッチング素
子をスイッチングせしめて上記固定子巻線に流れる相電
流を制御する構成とした電源装置。 - 【請求項17】 請求項16記載の電源装置において、
電流ベクトル制御手段を、上記固定子巻線に、上記方向
ずれ検出手段により検出されたずれに基づいて選択的
に、上記バッテリにより電圧が、上記交流電源から印加
される電圧と逆方向に印加されるように上記スイッチン
グ素子のスイッチングを設定した電源装置。 - 【請求項18】 請求項6記載の電源装置において、上
記交流モータはその相数が上記交流電源の相数よりも多
いもので構成し、上記充電用スイッチング手段が導通状
態から遮断状態に切り替わる期間に、上記インバータの
スイッチング素子をオンして上記インバータと固定子巻
線のみで閉じた還流路を形成せしめるバッテリ遮断手段
を具備せしめた電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34077697A JPH10215522A (ja) | 1996-11-26 | 1997-11-25 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33148696 | 1996-11-26 | ||
JP8-331486 | 1996-11-26 | ||
JP34077697A JPH10215522A (ja) | 1996-11-26 | 1997-11-25 | 電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10215522A true JPH10215522A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=26573869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34077697A Withdrawn JPH10215522A (ja) | 1996-11-26 | 1997-11-25 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10215522A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003229751A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電流制御型半導体素子用駆動回路、および電流制御型半導体素子用駆動装置 |
JP2014502130A (ja) * | 2010-09-07 | 2014-01-23 | ルノー エス.ア.エス. | 自動車用バッテリ充電装置及びその制御方法 |
KR20140034191A (ko) * | 2011-04-14 | 2014-03-19 | 르노 에스.아.에스. | 단상 전원 공급 회로망을 기반으로 하여 자동차의 배터리를 충전하는 장치 및 그 장치를 제어하는 방법 |
JP2019009989A (ja) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | ローム株式会社 | 電源装置 |
CN114701375A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-07-05 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种电动汽车充电系统及电动汽车 |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP34077697A patent/JPH10215522A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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