JPS619192A - 交流電動機の駆動装置 - Google Patents
交流電動機の駆動装置Info
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- JPS619192A JPS619192A JP59129600A JP12960084A JPS619192A JP S619192 A JPS619192 A JP S619192A JP 59129600 A JP59129600 A JP 59129600A JP 12960084 A JP12960084 A JP 12960084A JP S619192 A JPS619192 A JP S619192A
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- Japan
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- voltage
- low
- power supply
- motor
- inverter
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
- H02P2201/03—AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は交流電動機の駆動装置に係り、特に低電圧直流
電源を用いて電源電圧より高い電圧の交流電動機を駆動
するのに好適な交流電動機の駆動装置に関するものであ
る。
電源を用いて電源電圧より高い電圧の交流電動機を駆動
するのに好適な交流電動機の駆動装置に関するものであ
る。
従来、バッテリなどを電源として駆動する電気自動車や
フォークリフト等は、一般に低電圧、大電流のものが使
用されていた。これは、運転者の感電に対する安全性の
確保もあるが、通常の二次電池である最も普及している
鉛電池の本質的な特徴としての低電圧、大電流特性によ
るものであ机これを高電圧化するには、直列に接続する
ノ(ツテリの数を多くするか、もしくは、バッテリの製
造段階でのセルの数を多くするなどの方法がとられるが
、漏洩電流が流れやすくなるなどの新たな問題を生じる
ので、バッテリを使用する場合は、低電圧、大電流方式
とするのが多い。このため、例えば、フォークリフトの
駆動装置である主回路構成も低電圧、大電流に対応した
構成としている。
フォークリフト等は、一般に低電圧、大電流のものが使
用されていた。これは、運転者の感電に対する安全性の
確保もあるが、通常の二次電池である最も普及している
鉛電池の本質的な特徴としての低電圧、大電流特性によ
るものであ机これを高電圧化するには、直列に接続する
ノ(ツテリの数を多くするか、もしくは、バッテリの製
造段階でのセルの数を多くするなどの方法がとられるが
、漏洩電流が流れやすくなるなどの新たな問題を生じる
ので、バッテリを使用する場合は、低電圧、大電流方式
とするのが多い。このため、例えば、フォークリフトの
駆動装置である主回路構成も低電圧、大電流に対応した
構成としている。
第1図はバッテリ電源を用いた従来の交流電動機の駆動
装置のブロック図である。1は低電圧電源であるバッテ
リ、2は低電圧交流電動機3を可変速運転するために直
流を交流に変換する低電圧インバータで、低電圧インバ
ータ2の内部には、インバータの主回路を構成するスイ
ッチング用の半導体素子のベースあるいはゲートに制御
信号を供給する制御回路も設けである。なお、従来のと
の種のインバータについては、電気学会誌;1978.
98巻、5号、p420〜422で論じられている。
装置のブロック図である。1は低電圧電源であるバッテ
リ、2は低電圧交流電動機3を可変速運転するために直
流を交流に変換する低電圧インバータで、低電圧インバ
ータ2の内部には、インバータの主回路を構成するスイ
ッチング用の半導体素子のベースあるいはゲートに制御
信号を供給する制御回路も設けである。なお、従来のと
の種のインバータについては、電気学会誌;1978.
98巻、5号、p420〜422で論じられている。
第2図は第1図のインバータ2の主回路の構成図で、ト
ランジスタを使用したものを例示しである。トランジス
タ21〜26と並列に帰還ダイオード21D〜26Dを
接続して、低電圧交流電動機3を駆動するようにしであ
る。
ランジスタを使用したものを例示しである。トランジス
タ21〜26と並列に帰還ダイオード21D〜26Dを
接続して、低電圧交流電動機3を駆動するようにしであ
る。
第1甲の場合、低電圧インバータ2の半導体素子として
は、低電圧交流電動機3を良好に運転するため、第2図
に示すようにトランジスタを用いるほか、ゲートターン
オフサイリスタ(GTO)あるいはサイリスタ等のスイ
ッチング素子を用いて、低電圧、大電流に対処するよう
にしている。
は、低電圧交流電動機3を良好に運転するため、第2図
に示すようにトランジスタを用いるほか、ゲートターン
オフサイリスタ(GTO)あるいはサイリスタ等のスイ
ッチング素子を用いて、低電圧、大電流に対処するよう
にしている。
、ヵ11、□工2、□4オ。や、。よ、 デ寸法
が大きく、また、並列に接続する半導体素子の個数を増
して大電流を流すようにした場合でも、インバータ2の
主回路が大きくなるという欠点がある。また、電気的な
接続を行う接続線の寸法も大きくなり、かつ、損失が電
流値の2乗に比例するため、損失が大きくなり、冷却設
備も大きく々るという欠点もある。
が大きく、また、並列に接続する半導体素子の個数を増
して大電流を流すようにした場合でも、インバータ2の
主回路が大きくなるという欠点がある。また、電気的な
接続を行う接続線の寸法も大きくなり、かつ、損失が電
流値の2乗に比例するため、損失が大きくなり、冷却設
備も大きく々るという欠点もある。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、低電圧直流電源で高電圧のインバータを介し
て高電圧の交流電動機を駆動することができる交流電動
機の駆動装置を提供することにある。
ところは、低電圧直流電源で高電圧のインバータを介し
て高電圧の交流電動機を駆動することができる交流電動
機の駆動装置を提供することにある。
本発明は、低電圧直流電源で電源電圧より高い電圧の交
流電動機を駆動できるよ゛う咳するため、高電圧のイン
バータを用い、低電圧直流電源と上記インバータとの間
に直流低電圧を昇圧する昇圧手段を設けたことを第1の
特徴とし、さらに回生制動時の上記インバータからの直
流高電圧を降圧して回生電力を上記低電圧直流電源に回
生ずる降圧手段を設けたことを第2の特徴としている。
流電動機を駆動できるよ゛う咳するため、高電圧のイン
バータを用い、低電圧直流電源と上記インバータとの間
に直流低電圧を昇圧する昇圧手段を設けたことを第1の
特徴とし、さらに回生制動時の上記インバータからの直
流高電圧を降圧して回生電力を上記低電圧直流電源に回
生ずる降圧手段を設けたことを第2の特徴としている。
以下本発明を第3図〜第6図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第3図は本発明の交流電動機の駆動装置の一実施例を示
すブロック図である。第3図において、1はバッテリな
どからガる低電圧直流電源、4は主回路部と制御回路蔀
とから構成された高電圧インバータ、5は駆動する高電
圧交流電動機で、負荷の特性に応じて誘導電動機や同期
電動機等が選定される。6は変換器で、本発明では、低
電圧直流電源1の直流低電圧を昇圧して高電圧インバー
タ4に電力を供給し、高電圧インバータ4を介して高電
圧交流電動機5に駆動力を与え、また、逆に回生制動時
、すなわち、高電圧交流電動機5の慣性エネルギーを吸
収する場合は、高電圧交流電動機5が発電機となるので
、高電圧インバータ4の帰還ダイオードを介して発生し
た直流高電圧を降圧して回生電力を低電圧直流電源1へ
回生するように構成しである。
すブロック図である。第3図において、1はバッテリな
どからガる低電圧直流電源、4は主回路部と制御回路蔀
とから構成された高電圧インバータ、5は駆動する高電
圧交流電動機で、負荷の特性に応じて誘導電動機や同期
電動機等が選定される。6は変換器で、本発明では、低
電圧直流電源1の直流低電圧を昇圧して高電圧インバー
タ4に電力を供給し、高電圧インバータ4を介して高電
圧交流電動機5に駆動力を与え、また、逆に回生制動時
、すなわち、高電圧交流電動機5の慣性エネルギーを吸
収する場合は、高電圧交流電動機5が発電機となるので
、高電圧インバータ4の帰還ダイオードを介して発生し
た直流高電圧を降圧して回生電力を低電圧直流電源1へ
回生するように構成しである。
第4図は第3図の変換器6と高電圧インバータ4との一
実施例を示す回路構成図である。変換器6は、スイッチ
ング素子61,62、スイッチング素子61.62の帰
還ダイオード61D、62D。
実施例を示す回路構成図である。変換器6は、スイッチ
ング素子61,62、スイッチング素子61.62の帰
還ダイオード61D、62D。
リアクトル63、平滑用コンデンサ64より構成しであ
る。まだ、高電圧インバータ4は、トランジスタ41〜
46と、それぞれのトランジスタ41〜46に並列に接
続した帰還ダイオード41D〜46Dより構成しである
。
る。まだ、高電圧インバータ4は、トランジスタ41〜
46と、それぞれのトランジスタ41〜46に並列に接
続した帰還ダイオード41D〜46Dより構成しである
。
第4図において、低電圧直流電源1で高電圧インバータ
4を介して高電圧交流電動機5を駆動する場合は、スイ
ッチング素子であるトランジスタ61をオン、オフ動作
させ、直流リアクトル63に貯えられていたエネルギー
をダイオード62Dを介して平滑用コンデンサ64と高
電圧インバータ4とに高電圧として印加する。
4を介して高電圧交流電動機5を駆動する場合は、スイ
ッチング素子であるトランジスタ61をオン、オフ動作
させ、直流リアクトル63に貯えられていたエネルギー
をダイオード62Dを介して平滑用コンデンサ64と高
電圧インバータ4とに高電圧として印加する。
第5図は第4図のトランジスタ61をオン、オフ動作さ
せる回路の一実施例を示すブロック図でq
ある。第5図においては、高電圧インバータ4が所
定の入力電圧を得るために、平滑用コンデンサ64の端
子電圧を電圧検出回路65で検出し、その検出電圧Vo
を負帰還して電圧の指令値vIとの差分の電圧信号ΔV
をΔV=VI−V。より求め、ΔV〉0の場合は、通流
率制御回路66でΔVに比例した通流率のパル子信号を
得て、その出力をベースドライブ回路67に入力して、
ベースドライブ回路67の出方でトランジスタ61をオ
ン、オフして所定の高電圧インバータ4の入力電圧とな
るように制御し、また、ΔV<oの場合は、逆に通流率
を減少させてトランジスタ61をオン。
せる回路の一実施例を示すブロック図でq
ある。第5図においては、高電圧インバータ4が所
定の入力電圧を得るために、平滑用コンデンサ64の端
子電圧を電圧検出回路65で検出し、その検出電圧Vo
を負帰還して電圧の指令値vIとの差分の電圧信号ΔV
をΔV=VI−V。より求め、ΔV〉0の場合は、通流
率制御回路66でΔVに比例した通流率のパル子信号を
得て、その出力をベースドライブ回路67に入力して、
ベースドライブ回路67の出方でトランジスタ61をオ
ン、オフして所定の高電圧インバータ4の入力電圧とな
るように制御し、また、ΔV<oの場合は、逆に通流率
を減少させてトランジスタ61をオン。
オフ動作させて所定の高電圧インバータ4の入力電圧と
なるように制御するようにしである。
なるように制御するようにしである。
高電圧インバータ4は、この電圧を入力とじて動作し、
高電圧交流電動機5を駆動する。
高電圧交流電動機5を駆動する。
次に、回生制動時には、トランジスタ61をオフにした
状態に維持し、スイッチング素子であるトランジスタ6
2をオン、オフ動作させる。すなわち、高電圧交流発電
機5の回生電力を高電圧インバータ4の帰還ダイオード
41D〜46D(第 24図参照)で整流
し、この直流電圧を検出してトランジスタ62をオン、
オフさせると、リアクトル63を介して低電圧直流電源
1に回生電流が流れ、所定の電圧で充電することになる
。
状態に維持し、スイッチング素子であるトランジスタ6
2をオン、オフ動作させる。すなわち、高電圧交流発電
機5の回生電力を高電圧インバータ4の帰還ダイオード
41D〜46D(第 24図参照)で整流
し、この直流電圧を検出してトランジスタ62をオン、
オフさせると、リアクトル63を介して低電圧直流電源
1に回生電流が流れ、所定の電圧で充電することになる
。
第6図は第4図のトランジスタ62をオン、オフ動作さ
せる回路の一実施例を示すブロック図である。第6図に
おいては、回生電流が所定値を越えないようにするため
、電流検出器68をあらかじめ主回路に設けておき、電
流制限の指令値I+に対し、電流検出器68の検出電流
値を電流検出回路69を介して電流検出信号IOとして
負帰還し、電流制限の指令値I+との差分の電流信号Δ
■をΔI=I+ Ioより求め、ΔI)0の場合は、
通流率制御回路70でΔIに比例した通流率のパルス信
号を得て、その出ガをベースドライブ回路71に入力し
て、ベースドライブ回路71の出力でトランジスタ62
をオン、オフして所定の回生電流値以上にならないよう
に制御し、また、ΔI(0の場合は、逆に通流率を減少
させてトランジスタ62をオン、オフ動作させて所定の
回生電流値以下にならないように制御するようにしであ
る。
せる回路の一実施例を示すブロック図である。第6図に
おいては、回生電流が所定値を越えないようにするため
、電流検出器68をあらかじめ主回路に設けておき、電
流制限の指令値I+に対し、電流検出器68の検出電流
値を電流検出回路69を介して電流検出信号IOとして
負帰還し、電流制限の指令値I+との差分の電流信号Δ
■をΔI=I+ Ioより求め、ΔI)0の場合は、
通流率制御回路70でΔIに比例した通流率のパルス信
号を得て、その出ガをベースドライブ回路71に入力し
て、ベースドライブ回路71の出力でトランジスタ62
をオン、オフして所定の回生電流値以上にならないよう
に制御し、また、ΔI(0の場合は、逆に通流率を減少
させてトランジスタ62をオン、オフ動作させて所定の
回生電流値以下にならないように制御するようにしであ
る。
このように、電源電圧に対して交流電動機5の定格電圧
が高い場合は、トランジスタ61のチョッピング作用で
昇圧して高圧化した直流電圧を高電圧インバータ4に印
加し、高電圧交流電動機5を駆動することができる。こ
の場合、大電流素子はトランジスタ61.62の2個の
みでよく、また、高電圧インバータ4を構成するトラン
ジスタ41〜46は、高電圧、小電流のものでよい。さ
らに、交流電動機としては低電圧、大電流の特殊のもの
でなく、汎用の高電圧交流電動機5を用いることができ
る。また、高電圧交流電動機5が発電機となる回生制動
時には、平滑用コンデンサ64の電圧を検出してトラン
ジスタ62をチョッピング動作させて低電圧直流電源1
への印加電圧を所定の電圧に降圧できるので、回生制動
を円滑に行うことができる。
が高い場合は、トランジスタ61のチョッピング作用で
昇圧して高圧化した直流電圧を高電圧インバータ4に印
加し、高電圧交流電動機5を駆動することができる。こ
の場合、大電流素子はトランジスタ61.62の2個の
みでよく、また、高電圧インバータ4を構成するトラン
ジスタ41〜46は、高電圧、小電流のものでよい。さ
らに、交流電動機としては低電圧、大電流の特殊のもの
でなく、汎用の高電圧交流電動機5を用いることができ
る。また、高電圧交流電動機5が発電機となる回生制動
時には、平滑用コンデンサ64の電圧を検出してトラン
ジスタ62をチョッピング動作させて低電圧直流電源1
への印加電圧を所定の電圧に降圧できるので、回生制動
を円滑に行うことができる。
以上説明したように、本発明によれば、低電圧直流電源
で高電圧インバータを介して高電圧交流電動機を駆動す
ることができ、高電圧、小電流で運転することが可能で
、インバータのスイッチング素子や接続線の太さを小さ
くすることができ、インバータの小形軽量化をはかると
とができ、しかも、回生制動時に回生電力を低電圧直流
電源に回生できるという効果がある。
で高電圧インバータを介して高電圧交流電動機を駆動す
ることができ、高電圧、小電流で運転することが可能で
、インバータのスイッチング素子や接続線の太さを小さ
くすることができ、インバータの小形軽量化をはかると
とができ、しかも、回生制動時に回生電力を低電圧直流
電源に回生できるという効果がある。
第1図はバッテリ電源を用いた従来の交流電動機の駆動
装置のブロック図、第2図は第1図のインバータの主回
路の構成図、第3図は本発明の交流電動機の駆動装置の
一実施例を示すブロック図、第4図は第3図の変換器と
高電圧インバータの一実施例を示す回路構成図、第5図
は第4図のトランジスタ61をオン、オフ動作させる回
路の一実施例を示すブロック図、第6図は第4図のトラ
ンジスタ62をオン、オフ動作させる回路の一実施例を
示すブロック図である。 、 1・・・低電圧直流電源(バッテ
リ)、4・・・高電圧インバータ、5・・・高電圧交流
電動機、6・・・変換器、41へ46・・・トランジス
タ、41D〜46D・・・ダイオード、61.62・・
・トランジスタ、61D。 62D・・・ダイオード、63・・・直流リアクトル、
64・・・平滑用コンデンサ。 代理人 弁理士 長崎博男 、。 (ほか1名)′ プ 唇 ((2] 第Z囚 港3 図 磨40 篠 9囚
装置のブロック図、第2図は第1図のインバータの主回
路の構成図、第3図は本発明の交流電動機の駆動装置の
一実施例を示すブロック図、第4図は第3図の変換器と
高電圧インバータの一実施例を示す回路構成図、第5図
は第4図のトランジスタ61をオン、オフ動作させる回
路の一実施例を示すブロック図、第6図は第4図のトラ
ンジスタ62をオン、オフ動作させる回路の一実施例を
示すブロック図である。 、 1・・・低電圧直流電源(バッテ
リ)、4・・・高電圧インバータ、5・・・高電圧交流
電動機、6・・・変換器、41へ46・・・トランジス
タ、41D〜46D・・・ダイオード、61.62・・
・トランジスタ、61D。 62D・・・ダイオード、63・・・直流リアクトル、
64・・・平滑用コンデンサ。 代理人 弁理士 長崎博男 、。 (ほか1名)′ プ 唇 ((2] 第Z囚 港3 図 磨40 篠 9囚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、低電圧直流電源で電源電圧より高電圧の交流電動機
を駆動あるいは回生制動するものにおいて、前記低電圧
直流電源と前記交流電動機に交流電力を供給する直流を
交流に変換するインバータとの間に前記低電圧直流電源
の直流低電圧を昇圧する昇圧手段を設けたことを特徴と
する交流電動機の駆動装置。 2、前記昇圧手段は、前記低電圧直流電源の出力側の一
端に接続した直流リアクトルと、該直流リアクトルの一
端と前記低電圧直流電源の出力側の他端との間に接続し
た帰還ダイオードを並列に接続したスイッチング素子と
を備えている特許請求の範囲第1項記載の交流電動機の
駆動装置。 3、低電圧直流電源で電源電圧より高電圧の交流電動機
を駆動あるいは回生制御するものにおいて、前記低電圧
直流電源と前記交流電動機に交流電力を供給する直流を
交流に変換するインバータとの間に前記低電圧直流電源
の直流低電圧を昇圧する昇圧手段と、回生制動時に前記
インバータからの直流高電圧を降圧して回生電力を前記
低電圧直流電源に回生する降圧手段とを設けたことを特
徴とする交流電動機の駆動装置。 4、前記昇圧手段は、前記低電圧直流電源の出力側の一
端に接続した直流リアクトルと、該直流リアクトルの一
端と前記低電圧直流電源の出力側の他端との間に接続し
た帰還ダイオードを並列に接続したスイッチング素子と
を備えており、前記降圧手段は、前記直流リアクトルの
一端と前記インバータの正極側との間に接続した帰還ダ
イオードを並列に接続したスイッチング素子よりなる特
許請求の範囲第3項記載の交流電動機の駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59129600A JPH0817597B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 交流電動機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59129600A JPH0817597B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 交流電動機の駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS619192A true JPS619192A (ja) | 1986-01-16 |
JPH0817597B2 JPH0817597B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15013458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59129600A Expired - Lifetime JPH0817597B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 交流電動機の駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0817597B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7164253B2 (en) | 2001-08-02 | 2007-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive control apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5404099B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2014-01-29 | ニチユ三菱フォークリフト株式会社 | 交流電動機の駆動装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5240335U (ja) * | 1975-09-13 | 1977-03-22 | ||
JPS5625383A (en) * | 1979-08-07 | 1981-03-11 | Toshiba Corp | Inverter device |
JPS57132761A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Toshiba Corp | Boosting chopper |
JPS57183298A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Toshiba Corp | Motor driving device for air conditioner |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59129600A patent/JPH0817597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5240335U (ja) * | 1975-09-13 | 1977-03-22 | ||
JPS5625383A (en) * | 1979-08-07 | 1981-03-11 | Toshiba Corp | Inverter device |
JPS57132761A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Toshiba Corp | Boosting chopper |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US7164253B2 (en) | 2001-08-02 | 2007-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive control apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0817597B2 (ja) | 1996-02-21 |
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