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公開番号2024103238
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007459
出願日2023-01-20
発明の名称モータ制御システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02P 23/04 20060101AFI20240725BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータの振動を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示するモータ制御システムは、電機子巻線及び界磁巻線の一方を有するステータと、電機子巻線及び界磁巻線の他方を有するロータと、を備えるモータの動作を制御する。モータ制御システムは、電機子巻線に電機子電流を供給する第1インバータと、界磁巻線に界磁電流を供給する第2インバータと、第1インバータ及び第2インバータの動作を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、モータの動作を示すモータ動作指標に基づいて、界磁電流に高調波電流を重畳することにより、モータに現れる高調波を少なくとも部分的に打ち消す高調波重畳処理を実行可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータの動作を制御するモータ制御システムであって、
前記モータは、
電機子巻線及び界磁巻線の一方を有するステータと、
前記電機子巻線及び前記界磁巻線の他方を有するロータと、を備えており、
前記モータ制御システムは、
前記電機子巻線に電機子電流を供給する第１インバータと、
前記界磁巻線に界磁電流を供給する第２インバータと、
前記第１インバータ及び前記第２インバータの動作を制御する制御装置と、を備えており、
前記制御装置は、前記モータの動作を示すモータ動作指標に基づいて、前記界磁電流に高調波電流を重畳することにより、前記モータに現れる高調波を少なくとも部分的に打ち消す高調波重畳処理を実行可能に構成されている、
モータ制御システム。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記モータ動作指標に対応付けて、前記界磁電流に重畳すべき前記高調波電流の波形を記述する波形テーブルを記憶している、請求項１のモータ制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記モータ動作指標が所定の範囲内にあるときに、前記高調波重畳処理を実行し、前記モータ動作指標が所定の範囲内にないときに、前記高調波重畳処理を実行しない、請求項１のモータ制御システム。
【請求項４】
前記ステータは、前記電機子巻線を有し、
前記ロータは、前記界磁巻線を有し、
前記電機子巻線は三相巻線である、請求項１のモータ制御システム。
【請求項５】
前記モータ動作指標は、前記ロータの回転速度及び前記モータへのトルク指令値の少なくとも一つを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、モータ制御システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電機子巻線を有するステータと、界磁巻線を有するロータと、を備えるモータと、前記モータの動作を制御する制御装置と、を備えるモータ制御システムが開示される。前記ステータでは、前記電機子巻線に流れる電機子電流（三相交流）によって回転磁界が発生する。前記ロータでは、前記界磁巻線に流れる界磁電流（直流）によって直流磁界が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、電機子巻線を収容するためのスロットは、ステータ（又はロータ）の周方向に沿って間欠的に設けられる。このため、回転磁界の磁束密度は、ステータ（又はロータ）の周方向に沿って一様にはならない。従って、回転磁界には、空間高調波とも呼ばれる振動成分が含まれる。また、電機子電流には、第１インバータでのスイッチング動作に起因して、時間高調波とも呼ばれる振動成分が含まれる。従来のモータ制御システムでは、これらの高調波を打ち消すことができず、モータが振動してしまうことがあった。本明細書では、モータの振動を抑制することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示するモータ制御システムは、電機子巻線及び界磁巻線の一方を有するステータと、前記電機子巻線及び前記界磁巻線の他方を有するロータと、を備えるモータの動作を制御する。前記モータ制御システムは、前記電機子巻線に電機子電流を供給する第１インバータと、前記界磁巻線に界磁電流を供給する第２インバータと、前記第１インバータ及び前記第２インバータの動作を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記モータの動作を示すモータ動作指標に基づいて、前記界磁電流に高調波電流を重畳することにより、前記モータに現れる高調波を少なくとも部分的に打ち消す高調波重畳処理を実行可能に構成されている。
【０００６】
空間高調波及び時間高調波の特徴（例えば、波形）は、モータの構造及びモータ動作指標（例えば、ロータの回転速度、トルク指令値）から決定される。モータの構造は既知であるから、モータ動作指標が明らかとなれば、高調波の特徴は決定可能である。上記の構成によれば、モータ動作指標を取得することができるので、高調波の特徴を決定できる。決定された高調波の特徴に基づいて、当該高調波を少なくとも部分的に打ち消すことが可能な高調波電流も決定できる。従って、上記の構成によれば、モータに現れる高調波を少なくとも部分的に打ち消すことができるので、モータの振動を抑制できる。
【０００７】
なお、本明細書では、空間高調波及び時間高調波を総称して、単に「高調波」と呼ぶことがある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例に係るモータ制御システム２を模式的に示す図である。
実施例に係るモータ制御システム２において、電機子巻線１８に流れる電機子電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの波形を示す図である。
実施例に係るモータ制御システム２において、プロセッサ２６が実行する高調波重畳処理を示すフローチャートである。
実施例に係るモータ制御システム２において、高調波重畳処理が実行されない場合の界磁電流Ｉｆ及び出力トルクＴｏのそれぞれの波形を示す図である。
実施例に係るモータ制御システム２において、高調波重畳処理が実行される場合の界磁電流Ｉｆ及び出力トルクＴｏのそれぞれの波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１つ又はそれ以上の実施形態において、前記制御装置は、前記モータ動作指標に対応付けて、前記界磁電流に重畳すべき前記高調波電流の波形を記述する波形テーブルを記憶していてもよい。
【００１０】
仮に、制御装置が、取得されたモータ動作指標から、高調波の特徴を逐一決定するように構成される場合、高調波電流の決定に時間を要する。これにより、高調波に対する制御の応答速度が遅くなり得る。上記の構成によれば、制御装置に波形テーブルが記憶されているので、モータ動作指標を取得することに応じて、重畳すべき高周波電流の波形が比較的即座に決定される。これにより、高調波に対する制御の応答速度を速くすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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