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公開番号2024175792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023093801
出願日2023-06-07
発明の名称始動システムの制御器および始動システムの制御方法
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類H02P 6/21 20160101AFI20241212BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】センサレス制御される同期電動機を用いた回転機械の始動制御を、センサを追加することなく適切に実行することができる始動システムの制御器および制御方法を提供する。
【解決手段】始動システムの制御器は、回転機械に機械的に接続され、回転機械の始動を行う同期電動機と、同期電動機に電気的に接続され、同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、処理回路を備え、同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、処理回路は、回転機械の始動開始時において、同期電動機の固定子に第1基準角度方向の磁場を生じさせる第1直流電流を所定の第1期間流すような第1駆動信号を生成し、駆動回路に出力する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、
処理回路を備え、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場を生じさせる第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、
処理回路を備え、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記処理回路は、
前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場を生じさせる第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力し、
前記第１直流電流を前記第１期間流した後、前記同期電動機の固定子に前記第１基準角度から所定の角度間隔進んだ第２基準角度方向の磁場を生じさせる第２直流電流を所定の第２期間流すような第２駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御器。
【請求項３】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、
処理回路を備え、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、所定の始動周波数および所定の電流目標値の始動開始時交流電流を所定期間流すような始動時駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御器。
【請求項４】
前記処理回路は、前記始動開始時交流電流を前記所定期間流した後、前記始動開始時交流電流より小さい電流目標値を設定し、当該電流目標値に基づいて前記同期電動機の回転を制御するための始動制御信号を生成し、前記駆動回路に出力する、請求項３に記載の始動システムの制御器。
【請求項５】
前記回転機械は、エンジンである、請求項１から４の何れかに記載の始動システムの制御器。
【請求項６】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御方法であって、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場が生じるような第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御方法。
【請求項７】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御方法であって、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場が生じるような第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力し、
前記第１直流電流を前記第１期間流した後、前記同期電動機の固定子に前記第１基準角度から所定の角度間隔進んだ第２基準角度方向の磁場を生じさせる第２直流電流を所定の第２期間流すような第２駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御方法。
【請求項８】
回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御方法であって、
前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、
前記回転機械の始動開始時において、所定の始動周波数および所定の電流目標値の始動開始時交流電流を所定期間流すような始動時駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する、始動システムの制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、始動システムの制御器および始動システムの制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
車両、船舶、航空機等における駆動源であるエンジンを、同期電動機により始動する始動システムが知られている。このようなエンジンを始動するための同期電動機を、回転角度センサによる回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御することが考えられる。センサレス制御とすることで、システムの小型化および故障リスクの低減を実現できる。下記特許文献１には、回転電機の軸受非回転側に回転子の回転を検出するセンサを設置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平６－１８６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサレス制御される同期電動機においては同期電動機に流れる電流を用いて当該同期電動機の角速度および位相を推定することができるが、当該同期電動機をエンジン等の回転機械の始動に用いる場合、同期電動機の回転数が０であることから同期電動機の誘起電圧が０であるため、同期電動機３の角速度ωおよび位相θの推定が困難である。
【０００５】
上記特許文献１のように回転子の回転を検出するセンサを設置すれば、回転位置は検出できるが、センサレス制御のメリットが減殺される。すなわち、システムの大型化および故障リスクの増大を招く。また、部品点数の増大によりコストも増大する。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決するものであり、センサレス制御される同期電動機を用いた回転機械の始動制御を、センサを追加することなく適切に実行することができる始動システムの制御器および始動システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る始動システムの制御器は、回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、処理回路を備え、前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場を生じさせる第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する。
【０００８】
本開示の他の態様に係る始動システムの制御器は、回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、処理回路を備え、前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、所定の始動周波数および所定の電流目標値の始動開始時交流電流を所定期間流すような始動時駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する。
【０００９】
本開示の他の態様に係る始動システムの制御器は、回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、処理回路を備え、前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、前記同期電動機の固定子に第１基準角度方向の磁場を生じさせる第１直流電流を所定の第１期間流すような第１駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力し、前記第１直流電流を前記所定期間流した後、前記同期電動機の固定子に前記第１基準角度から所定の角度間隔進んだ第２基準角度方向の磁場を生じさせる第２直流電流を所定の第２期間流すような第２駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する。
【００１０】
本開示の他の態様に係る始動システムの制御器は、回転機械に機械的に接続され、前記回転機械の始動を行う同期電動機と、前記同期電動機に電気的に接続され、前記同期電動機を駆動する駆動回路と、を備えた始動システムの制御器であって、処理回路を備え、前記同期電動機は、回転角度の検出が行われないセンサレス制御により制御され、前記処理回路は、前記回転機械の始動開始時において、所定の始動周波数および所定の電流目標値の始動開始時交流電流を所定期間流すような始動時駆動信号を生成し、前記駆動回路に出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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