JPH11215882A - 永久磁石式同期機用インバータ制御装置 - Google Patents

永久磁石式同期機用インバータ制御装置

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JPH11215882A
JPH11215882A JP10032149A JP3214998A JPH11215882A JP H11215882 A JPH11215882 A JP H11215882A JP 10032149 A JP10032149 A JP 10032149A JP 3214998 A JP3214998 A JP 3214998A JP H11215882 A JPH11215882 A JP H11215882A
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inverter
zero
permanent magnet
synchronous machine
type synchronous
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Application number
JP10032149A
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English (en)
Inventor
Kazunari Akiyama
秋山和成
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
いすゞ自動車株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ4の出力で永久磁石式同期機6の
制御をするという場合、両者を接続する際に相順を間違
わないように接続する必要があった。また、インバータ
のスイッチング信号は回転子の位置に対応させて発生す
る必要があり、そのために回転子位置検出器が必要とさ
れていた。 【解決手段】 インバータと永久磁石式同期機とを接続
する接続線に現れる電圧をゼロクロス検出部12に取り
込み、ゼロクロス検出を行う。このゼロクロス検出信号
を基に、相順検出部9にて、インバータと永久磁石式同
期機との接続がどのような相順でなされたかを検出す
る。また、ゼロクロス検出信号を基に、原スイッチング
信号発生部8にて、インバータのスイッチング信号の元
となる原スイッチング信号を生成する。そして、スイッ
チング相順変更部10にて、前記接続の相順の検出結果
を基に、原スイッチング信号の相順を変更し、最終的な
スイッチング信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式同期機
に給電しているインバータを制御するための、永久磁石
式同期機用インバータ制御装置に関するものである。

【0002】

【従来の技術】永久磁石式同期機は、回転子の磁極が永
久磁石で構成されている同期機であり、電動機として運
転する場合、固定子巻線により発生される磁極に回転子
の磁極が吸引される形で回転する。直流電圧をインバー
タで3相電圧に変換し、これを永久磁石式同期機の固定
子巻線に供給して回転させる場合、回転子磁極より回転
方向に少し進んだ位置に、該回転子磁極を吸引する極性
の磁極を発生するように、固定子巻線に電流を流す必要
がある。そのため、回転子の磁極位置を検出する回転子
位置検出器が設けられる。そして、インバータでのスイ
ッチングは、回転子位置検出器の検出信号を基に行われ
る。

【0003】また、交流出力が3相のインバータを3相
の永久磁石式同期機(固定子巻線が3相とされている永
久磁石式同期機)に接続する場合、相順を間違えないよ
うに接続する必要がある。即ち、インバータの交流出力
のU相,V相,W相の線を、それぞれ永久磁石式同期機
の固定子巻線のU相,V相,W相の線に接続する必要が
ある。もし、接続の相順を間違えてU→U,V→W,W
→Vというように接続した場合は、所定の方向には回転
してくれない。

【0004】接続部分が露出したまま使用される用途の
場合には、接続のやり直しは簡単に出来る。しかしなが
ら、インバータと永久磁石式同期機とを何かの装置
(例、自動車)に搭載し、両者を接続した状態で奥深く
組み込んでしまうというような場合には、接続のやり直
しは大変面倒な作業となる。そのため、相順を間違えな
いように接続するため、特別の注意力と確認作業が必要
とされ、作業工数が増加していた。

【0005】そこで、相順を気にすることなく接続して
もよいようにした技術が、特開平8−322283号公
報に提案されている。この技術では、任意に接続を行っ
た後、まず相順設定処理をする。これは、永久磁石式同
期機を手動で正回転方向(正常に回転する場合、こちら
に回転すべきと予め定められている方向)に回転させ、
各固定子巻線に誘起される電圧を基に、どのような相順
に接続されたか(例えば、U→U,V→V,W→Wと接
続されたのか、それとも U→U,V→W,W→Vと接
続されたのか)を求め、その相順をインバータを制御す
るコンピュータ内の不揮発性メモリに記憶させておくと
いう処理である。そして、実際にインバータより永久磁
石式同期機に給電する場合には、インバータを制御する
スイッチング信号の相順を、不揮発性メモリに記憶させ
ておいた相順を基にして決定するというものである。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術には、次のような問題点があった。第1の
問題点は、インバータと永久磁石式同期機とを接続した
後、相順設定処理という特別の処理をする必要があると
いう点である。この処理をするために、コンピュータお
よび不揮発性メモリといった構成を装備し、この処理を
するための特別の作業工程を設けなければならなかっ
た。第2の問題点は、回転子位置検出器は依然として必
要とされるという点である。本発明は、以上のような問
題点を解決することを課題とするものであり、相順を気
にすることなく接続作業を行ってもよく、しかも回転子
位置検出器を不用とするものである。

【0007】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、直流電圧を出力する電源部と永久磁石
式同期機との間に接続されたインバータを制御する永久
磁石式同期機用インバータ制御装置において、前記イン
バータと前記永久磁石式同期機とを接続する接続線より
取り入れた電圧を検出対象電圧とするゼロクロス検出部
と、該ゼロクロス検出部からのゼロクロス検出信号を基
に、前記インバータのスイッチング信号の元とする原ス
イッチング信号を発生する原スイッチング信号発生部
と、前記ゼロクロス検出信号を基に前記インバータに接
続された前記永久磁石式同期機の相順を検出する相順検
出部と、該相順検出部からの相順検出信号に基づき、原
スイッチング信号の相順を変更して前記インバータのス
イッチング信号とするスイッチング相順変更部と、前記
インバータの出力を前記永久磁石式同期機に供給する前
の段階において、その回転子を所定方向に回転させる駆
動手段とを具えることとした。

【0008】また、永久磁石式同期機が、ターボチャー
ジャの回転軸に回転子を取り付け、ターボチャージャ内
に固定子を設けることによって構成され、該永久磁石式
同期機が電動機として運転されたり、発電機として運転
されたりするようインバータを制御することも可能であ
る。

【0009】(解決する動作の概要)インバータと永久
磁石式同期機とを接続する接続線に現れる電圧を検出対
象として、ゼロクロス検出を行う。そして、このゼロク
ロス検出信号を基に、次の2つのことを行う。第1は、
インバータに対する永久磁石式同期機の接続が、どのよ
うな相順でなされたかを検出すること、第2は、インバ
ータのスイッチング信号の元となる原スイッチング信号
を生成すること、である(これにより、回転子位置検出
器を不用とすることが出来る)。

【0010】前記接続の相順の検出結果を基に、それに
対応させて原スイッチング信号の相順を変更し、最終的
なスイッチング信号を得る。これにより、インバータと
永久磁石式同期機とを接続する際、いちいち相順を気に
することなく接続することが可能となる。

【0011】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の永久磁石式
同期機用インバータ制御装置を示す図である。図1にお
いて、1は電源部、1−1は交流電源、1−2は整流回
路、1−3は平滑回路、2は電圧検出部、3は電流検出
部、4はインバータ、5は接続部、6は永久磁石式同期
機、7はインバータ制御装置、8は原スイッチング信号
発生部、9は相順検出部、10はスイッチング相順変更
部、11はドライブ回路、12はゼロクロス検出部であ
る。

【0012】永久磁石式同期機6は、3相のものを例に
とっている。電源部1は直流電圧を出力する電源であ
り、例えば、交流電源1−1,整流回路1−2,平滑回
路1−3で構成される。交流電源1−1は、エンジン等
の原動機によって駆動される交流発電機であってもよい
し、商用電源であってもよい。電源部1の直流電圧はイ
ンバータ4に入力され、インバータ4は3相の交流電圧
に変換して出力する。インバータ4の出力側は永久磁石
式同期機6と接続されるが、その接続部が接続部5であ
る。51〜53はインバータ4側の端子であり、54〜
56は永久磁石式同期機6側の端子である。

【0013】インバータ4の構成例を、図9に示す。こ
の構成は公知のものである。6個のスイッチ素子41〜
46が3相ブリッジ接続され、各スイッチ素子にはダイ
オードが逆接続されている。スイッチ素子41,42が
U相用、スイッチ素子43,44がV相用、スイッチ素
子45,46がW相用のスイッチ回路を構成している。
11D〜11H,11Kは、各スイッチ素子をオン,オ
フさせるスイッチング信号である。4U,4V,4W
は、インバータ4の出力電圧である(相電圧に換算した
電圧とする)。スイッチング信号11D〜11H,11
Kは、図1のインバータ制御装置7より送られて来る。

【0014】図1に戻るが、インバータ制御装置7は、
ゼロクロス検出部12,原スイッチング信号発生部8,
相順検出部9,スイッチング相順変更部10,ドライブ
回路11から成る。これらは、概略、次のような作用を
する。 ゼロクロス検出部12…インバータ4と永久磁石式同
期機6との接続線に現れる電圧を常時監視し、その電圧
がゼロとなる時点を検出する。 原スイッチング信号発生部8…ゼロクロス検出部12
からの検出信号を基に、インバータ4を制御するスイッ
チング信号の元となる原スイッチング信号を生成する。

【0015】相順検出部9…ゼロクロス検出部12か
らの検出信号を基に、接続部5でなされた接続による相
順を検出する。 スイッチング相順変更部10…相順検出部9の検出信
号により、原スイッチング信号発生部8からの原スイッ
チング信号の相順を変更してスイッチング信号とする。 ドライブ回路11…スイッチング相順変更部10から
のスイッチング信号を、インバータ4のスイッチ素子4
1等を駆動するのに十分なレベルの信号に変える。必要
に応じて、入出力信号間の絶縁を図る。

【0016】以上のようなインバータ制御装置7の動作
の概要は、次の通りである。接続部5がどのような相順
で接続されたのかを検出し、その相順に応じてスイッチ
ング信号の相順を変えると共に、ゼロクロス検出信号の
発生タイミングにより磁極位置を知り、そのタイミング
に基づきスイッチング信号を発生させる。その結果、接
続部5での接続を相順を気にすることなく行うことが出
来、また、回転子位置検出器を不用とすることが出来
る。

【0017】以下、インバータ制御装置7の各部の構成
を、順を追って説明する。 (ゼロクロス検出部12)図2は、ゼロクロス検出部の
第1の例を示す図である。符号は図1のものに対応し、
61は固定子、62は回転子、121は星形接続分圧抵
抗、122〜124はコンパレータ、12A,12B,
12Cはゼロクロス検出信号である。接続部5での接続
によって実現される相順は、U→V→Wの相順(これを
「正相順」と言うことにする)とU→W→Vの相順(こ
れを「逆相順」と言うことにする)の2種類であるが、
接続部5内の端子間が実線の如く接続された場合を正相
順の接続とすると、逆相順の接続の1例は、端子52,
53,55,56を点線の如く接続した場合で表され
る。

【0018】ゼロクロス検出部12への電圧は、インバ
ータ4と永久磁石式同期機6との接続線より取り入れら
れる。星形接続分圧抵抗121は、取り入れた線間電圧
より相電圧を求めるためのものであり、この相電圧がコ
ンパレータ122〜124に検出対象電圧として入力さ
れる。コンパレータ122〜124は、ゼロ電圧を比較
基準値として相電圧と比較する。

【0019】図4は、ゼロクロス検出の原理を説明する
図である。図4(イ)はゼロクロス検出対象電圧を示
し、図4(ロ)はゼロクロス検出信号であり、ゼロクロ
ス検出対象電圧がゼロより大の期間において、ゼロクロ
ス検出信号がハイとなっている。ゼロクロス検出信号の
立ち上がり時点,立ち下がり時点が、ゼロ点として検出
される。

【0020】永久磁石式同期機6がインバータ4より給
電されていない状態において、回転子62が何らかの力
により正回転方向に回転させられている場合を考える。
この場合には、固定子の各相巻線(図2参照)には正弦
波電圧が誘起され、それにより接続線間には線間電圧が
現れる。その線間電圧がゼロクロス検出部12に取り入
れられ、星形接続分圧抵抗121により3相の相電圧に
分解される。これが、ゼロクロス検出対象電圧となる。
ゼロクロス検出信号は、接続部5での接続が正相順で行
われているか逆相順で行われているかによって、次のよ
うに異なる。

【0021】図5は、正相順接続の場合の3相のゼロク
ロス検出対象電圧とゼロクロス検出信号を示す図であ
る。図5(イ)はゼロクロス検出対象電圧であり、U,
V,Wと付記した電圧が、それぞれコンパレータ12
2,123,124に入力される。図5(ロ),
(ハ),(ニ)は、各コンパレータからのゼロクロス検
出信号12A,12B,12Cを示す。この場合、ゼロ
クロス検出信号12A,12B,12Cは、この順で2
π/3づつ遅れながら生起していることを根拠として、
接続部5での接続は正相順でなされていたのだというこ
とが検出されるわけであるが、その検出は後に述べる相
順検出部9によってなされる。

【0022】図7は、逆相順接続の場合の3相のゼロク
ロス検出対象電圧とゼロクロス検出信号を示す図であ
る。符号は図5のものに対応している。この場合には、
ゼロクロス検出信号12A,12B,12Cは、12
A,12C,12Bの順で2π/3づつ遅れながら生起
する。この生起順の場合、相順検出部9により接続部5
での接続は逆相順でなされていたのだということが検出
される。

【0023】図3は、ゼロクロス検出部の第2の例を示
す図である。符号は図2のものに対応し、125〜12
7は積分回路である。図2のゼロクロス検出部12と相
違する点は、星形接続分圧抵抗121とコンパレータ1
22〜124との間に、積分回路125〜127を介在
させた点である。ゼロクロス検出を行う場合、種々の事
情を考慮して積分回路を介在させることがある。図6
は、ゼロクロス検出部の第2の例における検出原理を説
明する図である。図6(イ)を永久磁石式同期機6の回
転子62を回転させた場合の1相の誘起電圧とした場
合、積分回路の出力は位相がπ/2遅れた図6(ロ)の
ような正弦波となり、これがコンパレータに入力される
ところのゼロクロス検出対象電圧となる。その結果、ゼ
ロクロス検出信号は図6(ハ)のようになる。

【0024】(相順検出部9)図8は、相順検出部を示
す図である。符号は図2のものに対応し、91は遅延回
路、92〜94はDフリップフロップ、95,96は反
転回路、97,98はAND回路、9L,9Mは相順検
出信号である。Dフリップフロップ92,93,94の
各入力端子Dには、ゼロクロス検出信号12A,12
B,12Cがそれぞれ入力される。また、各入力端子C
には、ゼロクロス検出信号12Aを、遅延回路91によ
り所定時間遅延させたものが入力される。遅延させる時
間は、ゼロクロス検出信号12Aの値が変化した場合、
変化後の値に安定するまでの時間より僅かに大きい程度
の時間とされる。例えば、図5(ロ)のゼロクロス検出
信号12Aでは、0°の時にローからハイに変化してい
るが、ハイの値に安定した後に遅延時間が到来するとい
う程度の時間とする。これは、Dフリップフロップの入
力端子Dへの入力を、入力すべき信号が安定した状態と
なってから行うようにするためである。

【0025】AND回路97へは、Dフリップフロップ
92,94の出力,Dフリップフロップ93の出力を反
転回路95で反転した出力が入力される。他方、AND
回路98へは、Dフリップフロップ92,93の出力,
Dフリップフロップ94の出力を反転回路96で反転し
た出力が入力される。相順検出部9に入力されるゼロク
ロス検出信号12A,12B,12Cが、図5(ロ)〜
(ニ)のようなものであった場合(例えば、0°の時点
より僅かに後の時点の値は、12A=ハイ,12B=ロ
ー,12C=ハイ)、相順検出信号9Lはハイ、相順検
出信号9Mはローとなる。このような相順検出信号が出
て来た場合、接続部5での接続は正相順の接続であった
と判定される。

【0026】他方、相順検出部9に入力されるゼロクロ
ス検出信号12A,12B,12Cが、図7(ロ)〜
(ニ)のようなものであった場合(例えば、0°の時点
より僅かに後の時点の値は、12A=ハイ,12B=ハ
イ,12C=ロー)、相順検出信号9Lはロー、相順検
出信号9Mはハイとなる。このような相順検出信号が出
て来た場合、接続部5での接続は逆相順の接続であった
と判定される。

【0027】(原スイッチング信号発生部8)図10
は、原スイッチング信号発生部を示す図である。符号は
図2のものに対応し、81は6ステップタイミング発生
回路、82は導通幅設定回路、8D〜8H,8Kは原ス
イッチング信号である。原スイッチング信号とは、既に
述べたように、インバータ4のスイッチング信号の元と
する信号のことである。ここでは、内部構成として6ス
テップタイミング発生回路81と導通幅設定回路82の
みを示したが、その他にも、位相を調整する回路(位相
を進めるとか遅らせるとかする回路)とか、インバータ
4への入力電圧とか入力電流に応じて(図1の電圧検出
部2,電流検出部3参照)スイッチング信号を調整した
りするための回路等が、必要に応じて設けられる。スイ
ッチング信号を調整する方法としては、パルス幅を調整
したり(PWM)、パルス波高値を調整したり(PA
M)する方法がある。しかし、それらは本発明の本旨と
は直接関係ないので、ここでは説明を省略する。

【0028】6個のスイッチ素子を有する3相用のイン
バータを制御する場合、通常、360°を6つに分割し
たタイミングで、スイッチング信号を供給することが行
われている。6ステップタイミング発生回路81は、そ
の6ステップタイミングで信号を発生する回路である
(例えば、AND回路やOR回路等により構成され、そ
の構成は公知である。)。

【0029】本発明では、6ステップタイミングのスイ
ッチング信号を生成するに際して、ゼロクロス検出信号
12A,12B,12Cを利用する。ゼロクロス検出対
象電圧は、回転子62の磁極の位置を反映して生起する
ものであるから、ゼロクロス検出信号は、見方を変えれ
ば回転子の磁極位置検出信号と見ることが出来る。従っ
て、このようなゼロクロス検出信号を利用してスイッチ
ング信号を生成することにすれば、従来設けていた回転
子位置検出器は不用となる。

【0030】導通幅設定回路82は、スイッチ素子の導
通幅(スイッチング信号のオン期間の長さ)を設定する
回路である。この回路も公知であり、導通幅は180°
幅とか120°幅とか適宜設定することが出来る(PW
M制御を採用している場合、この導通幅の期間内におい
て、変調パルスが生起させられる。)。これらの原スイ
ッチング信号は、図1に示すように、スイッチング相順
変更部10,ドライブ回路11を経て、最終的なスイッ
チング信号とされるが、それは図14(イ)〜(ヘ),
図16(イ)〜(ヘ)に示すようなものとなる(これら
については後で説明する。)。

【0031】(スイッチング相順変更部10)図11
は、スイッチング相順変更部を示す図である。符号は図
8,図10のものに対応し、10D〜10H,10Kは
スイッチング信号、101〜108はAND回路、10
9〜112はOR回路である。U相分のスイッチ素子4
1,42(図9参照)用の原スイッチング信号8D,8
Eは、そのままU相分のスイッチング信号10D,10
Eとされる。他方、V相分の原スイッチング信号8F,
8Gと、W相分の原スイッチング信号8H,8Kは、相
順検出信号9L,9Mの値によって次のように変更され
る。

【0032】相順検出信号9Lがハイ,9Mがローの時
(即ち、接続部5での接続が正相順であった時)は、A
ND回路101,103,105,107がゲートオン
の状態となり、AND回路102,104,106,1
08がゲートオフの状態となる。従って、V相分の原ス
イッチング信号8F,8GはV相分のスイッチング信号
10F,10Gとなり、W相分の原スイッチング信号8
H,8KはW相分のスイッチング信号10H,10Kと
なる。

【0033】相順検出信号9Lがロー,9Mがハイの時
(即ち、接続部5での接続が逆相順であった時)は、A
ND回路101,103,105,107がゲートオフ
の状態となり、AND回路102,104,106,1
08がゲートオンの状態となる。従って、V相分の原ス
イッチング信号8F,8GはW相分のスイッチング信号
10H,10Kとなり、W相分の原スイッチング信号8
H,8KはV相分のスイッチング信号10F,10Gと
なる。つまり、図1の接続部5での接続関係に対応させ
て、図9のV相,W相のスイッチ素子回路のスイッチン
グ順序を切り換える。

【0034】(ドライブ回路11)図12は、ドライブ
回路の入出力信号を示す図である。符号は図1,図11
のものに対応し、11D〜11H,11Kはスイッチン
グ信号である。ドライブ回路11は、インバータのスイ
ッチ素子をスイッチ駆動するのに適したレベルに、スイ
ッチング信号を変身させることを主目的とする回路であ
るが、必要に応じて入力側と出力側との絶縁も行う。そ
のため、ドライブ回路11を構成する回路素子として
は、フォトカプラ等が用いられることがある。ドライブ
回路11の出力であるスイッチング信号11D〜11
H,11Kにより、インバータ4のスイッチ素子41等
が制御される。

【0035】図14は180°幅のスイッチング信号と
インバータ出力電圧(相電圧)とを示す図であり、図1
6は120°幅のスイッチング信号とインバータ出力電
圧(相電圧)とを示す図である。いずれも、接続部5で
の接続が、正相順である場合のもののみを示している。
それぞれの図における(イ)〜(ヘ)がスイッチング信
号11D〜11H,11Kであり、(ト)〜(リ)がイ
ンバータ4の出力電圧(相電圧換算)である。

【0036】図15は、スイッチング信号を180°幅
とした時のゼロクロス検出対象電圧を示している。図1
5(イ)は、永久磁石式同期機6の回転子62の回転に
より、固定子61に誘起される誘起電圧の1相分の相電
圧(例えば、U相分の相電圧)を表している。図4のゼ
ロクロス検出の原理を説明する図では、このような誘起
電圧のみが検出対象電圧である場合の検出について説明
したが、インバータ4から出力電圧が出されている場合
には、ゼロクロス検出部12に入力される電圧は、誘起
電圧かインバータ出力電圧のいずれか高い方の電圧であ
る。インバータ4の出力電圧の1相分電圧(相電圧換
算)を、図15(ロ)の如きものとすると、ゼロクロス
検出部12における検出対象は、図15(ハ)の実線の
電圧となる。

【0037】図17は、スイッチング信号を120°幅
とした時のゼロクロス検出対象電圧を示している。図1
7(イ)〜(ハ)の電圧は、図15(イ)〜(ハ)に対
応している。この場合のゼロクロス検出部12における
検出対象は、図17(ハ)の実線の電圧となる。

【0038】(使用例)図13は、本発明の永久磁石式
同期機用インバータ制御装置の使用例を示す図である。
図13において、31はプーリ、32はエンジン、33
は吸気管、34は排気管、35はターボチャージャ、3
6はコンプレッサブレード、37は回転子、38は固定
子、39はターボチャージャ回転電機、400はタービ
ンブレード、401はベルト、402はプーリ、403
は車両発電機、404はコントローラ、405はインバ
ータ制御装置、406はパワー部、407はインバー
タ、408はバッテリ、409は負荷である。なお、パ
ワー部406にはインバータ407が内蔵され、コント
ローラ404には、インバータ制御装置405が内蔵さ
れる。インバータ407の制御はコントローラ404に
よって行われる。

【0039】車両発電機403は、エンジン32により
プーリ31,ベルト401,プーリ402を介して駆動
される発電機である。ターボチャージャ35は、排気管
34からの排気ガスによりタービンブレード400を回
転させ、その回転力を利用してコンプレッサブレード3
6を回転させて、外部の空気を吸気管33に取り入れ
る。ターボチャージャ回転電機39は、そのターボチャ
ージャ35に組み込まれた回転電機であり、ターボチャ
ージャ35の回転軸に回転子37が取り付けられ、ター
ボチャージャ35のハウジング内に固定子38が取り付
けられる。

【0040】ターボチャージャ回転電機39は電動機と
して動作させられたり、発電機として動作させられたり
する。この、ターボチャージャ回転電機39として、永
久磁石式同期機を採用することが出来る(その場合、図
1の永久磁石式同期機6に相当)。回転子37は、イン
バータ407から出力が供給される前の段階において、
エンジンが始動されていれば、その排気ガスの流勢によ
り所定の方向に回転させられ、固定子38に誘起電圧が
生ぜしめられる。その生起状況により、インバータとの
接続がどのようになされていたかが検出される(ゼロク
ロス検出,相順検出)。

【0041】過給を十分にしたいという場合には、電動
機として運転される。その場合には、車両発電機403
(図1の交流電源1−1に相当)の出力を整流した電
圧、あるいはバッテリ408の電圧を、インバータ40
7により交流に変換して印加する。他方、排気ガスのエ
ネルギーを回生したいというときには、発電機として動
作させられる。その場合には、交流発電電圧をインバー
タ407により直流電圧に変換し、バッテリ408に充
電したり負荷409に供給したりすることにより、エネ
ルギー回生が行われる。

【0042】なお、上記では、ターボチャージャ回転電
機39を図1の永久磁石式同期機6と見立てて、インバ
ータが使用されている例を説明したが、車両発電機40
3を永久磁石式同期機6と見立ててインバータを使用す
ることも可能である。その場合、インバータから出力が
供給される前の段階において、回転子を所定の方向に回
転する力は、排気ガスではなくエンジン32の回転力で
ある。車両発電機403が電動機運転される場合、その
回転力はエンジンの回転を支援する役目を果たす。

【0043】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の永久磁石式同
期機用インバータ制御装置によれば、次のような効果を
奏する。 (請求項1の発明の効果) インバータと永久磁石式同期機とを接続する際、いち
いち相順を気にすることなく接続することが出来るよう
になった。インバータの出力を永久磁石式同期機に供給
する前の段階においても、具備された何らかの駆動手段
(例、排気ガスを供給する手段,エンジン回転力を伝達
する手段等)により回転子がを定方向に回転させ、イン
バータと永久磁石式同期機とを接続する接続線に現れる
電圧を検出対象としてゼロクロス検出を行い、そのゼロ
クロス検出信号の生起状況により接続の相順を判定し、
その相順に対応させてインバータのスイッチング信号の
相順を変更するようにしたからである。 回転子位置検出器を不用とすることが出来た。ゼロク
ロス検出信号は回転子位置に対応して生起するが、その
ことを利用してスイッチング信号を生成したからであ
る。

【0044】(請求項2の発明の効果)永久磁石式同期
機を、その回転子をターボチャージャの回転軸に取り付
けたものとした場合、それを電動機運転することにより
過給効率を高めることが出来、発電機運転することによ
り排気ガスのエネルギーを回収することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図1】 本発明の永久磁石式同期機用インバータ制御
装置を示す図

【図2】 ゼロクロス検出部の第1の例を示す図

【図3】 ゼロクロス検出部の第2の例を示す図

【図4】 ゼロクロス検出の原理を説明する図

【図5】 正相順接続の場合の3相のゼロクロス検出対
象電圧とゼロクロス検出信号を示す図

【図6】 ゼロクロス検出部の第2の例における検出原
理を説明する図

【図7】 逆相順接続の場合の3相のゼロクロス検出対
象電圧とゼロクロス検出信号を示す図

【図8】 相順検出部を示す図

【図9】 インバータの構成例を示す図

【図10】原スイッチング信号発生部を示す図

【図11】スイッチング相順変更部を示す図

【図12】ドライブ回路の入出力信号を示す図

【図13】本発明装置の使用例を示す図

【図14】180°幅のスイッチング信号とインバータ
出力電圧(相電圧)とを示す図

【図15】スイッチング信号を180°幅とした時のゼ
ロクロス検出対象電圧を説明する図

【図16】120°幅のスイッチング信号とインバータ
出力電圧(相電圧)とを示す図

【図17】スイッチング信号を120°幅とした時のゼ
ロクロス検出対象電圧を説明する図

【符号の説明】

1…電源部、1−1…交流電源、1−2…整流回路、1
−3…平滑回路、2…電圧検出部、3…電流検出部、4
…インバータ、5…接続部、6…永久磁石式同期機、7
…インバータ制御装置、8…原スイッチング信号発生
部、9…相順検出部、10…スイッチング相順変更部、
11…ドライブ回路、12…ゼロクロス検出部、31…
プーリ、32…エンジン、33…吸気管、34…排気
管、35…ターボチャージャ、36…コンプレッサブレ
ード、37…回転子、38…固定子、39…ターボチャ
ージャ回転電機、41〜46…スイッチ素子、51〜5
6…端子、61…固定子、62…回転子、81…6ステ
ップタイミング発生回路、82…導通幅設定回路、91
…遅延回路、92〜94…Dフリップフロップ、95,
96…反転回路、97,98…AND回路、101〜1
08…AND回路、109〜112…OR回路、121
…星形接続分圧抵抗、122〜124…コンパレータ、
125〜127…積分回路、400…タービンブレー
ド、401…ベルト、402…プーリ、403…車両発
電機、404…コントローラ、405…インバータ制御
装置、406…パワー部、407…インバータ、408
…バッテリ、409…負荷、8D〜8H,8K…原スイ
ッチング信号、9L,9M…相順検出信号、10D〜1
0H,10K…スイッチング信号、11D〜11H,1
1K…スイッチング信号、12A,12B,12C…ゼ
ロクロス検出信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を出力する電源部と永久磁石式
    同期機との間に接続されたインバータを制御する永久磁
    石式同期機用インバータ制御装置において、前記インバ
    ータと前記永久磁石式同期機とを接続する接続線より取
    り入れた電圧を検出対象電圧とするゼロクロス検出部
    と、該ゼロクロス検出部からのゼロクロス検出信号を基
    に、前記インバータのスイッチング信号の元とする原ス
    イッチング信号を発生する原スイッチング信号発生部
    と、前記ゼロクロス検出信号を基に前記インバータに接
    続された前記永久磁石式同期機の相順を検出する相順検
    出部と、該相順検出部からの相順検出信号に基づき、原
    スイッチング信号の相順を変更して前記インバータのス
    イッチング信号とするスイッチング相順変更部と前記イ
    ンバータの出力を前記永久磁石式同期機に供給する前の
    段階において、その回転子を所定方向に回転させる駆動
    手段と、を具えたことを特徴とする永久磁石式同期機用
    インバータ制御装置。
  2. 【請求項2】 永久磁石式同期機が、ターボチャージャ
    の回転軸に回転子を取り付け、ターボチャージャ内に固
    定子を設けることによって構成され、該永久磁石式同期
    機が電動機として運転されたり、発電機として運転され
    たりするようインバータを制御することを特徴とする請
    求項1記載の永久磁石式同期機用インバータ制御装置。
JP10032149A 1998-01-29 1998-01-29 永久磁石式同期機用インバータ制御装置 Pending JPH11215882A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008043044A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Mitsubishi Motors Corp 多相モータの駆動システム
CN102195544A (zh) * 2010-03-05 2011-09-21 松下电器产业株式会社 电动机驱动装置

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