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公開番号2025122898
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018629
出願日2024-02-09
発明の名称電動機制御装置
出願人株式会社日立製作所,Astemo株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類H02P 27/08 20060101AFI20250815BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流電動機の損失を抑制することができ、出力を向上することができる電動機制御装置を提供すること。
【解決手段】交流電力により駆動される電動機を制御する電動機制御装置において、電動機の電圧位相に基づいて駆動パルスを生成するパルス制御部と、パルス制御部で生成された駆動パルスに基づいて、直流電力を交流電力に変換し、電動機に出力する電力変換器とを備え、パルス制御部は、駆動パルスとして、電圧高調波の1次成分を抑制する1次成分抑制パルスと電圧高調波の2次成分を抑制する2次成分抑制パルスとを生成し、1次成分抑制パルスと2次成分抑制パルスとを選択的に切り替えて出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
交流電力により駆動される電動機を制御する電動機制御装置において、
前記電動機の電圧位相に基づいて駆動パルスを生成するパルス制御部と、
前記パルス制御部で生成された駆動パルスに基づいて、直流電力を交流電力に変換し、前記電動機に出力する電力変換器とを備え、
前記パルス制御部は、前記駆動パルスとして、電圧高調波の１次成分を抑制する１次成分抑制パルスと電圧高調波の２次成分を抑制する２次成分抑制パルスとを生成し、前記１次成分抑制パルスと前記２次成分抑制パルスとを選択的に切り替えて出力することを特徴とする電動機制御装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
請求項１記載の電動機制御装置において、
前記パルス制御部は、前記電動機の駆動条件に応じて、前記１次成分抑制パルスと前記２次成分抑制パルスのうち、ｄ軸電流高調波を抑制する駆動パルスを選択して出力することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の電動機制御装置において、
前記パルス制御部は、前記電動機の駆動条件に応じて、前記１次成分抑制パルスと前記２次成分抑制パルスのうち、ｄｑ軸総合電流高調波を抑制する駆動パルスを選択して出力することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の電動機制御装置において、
前記パルス制御部は、前記電動機の磁石が渦電流損を発生しない場合、又は、前記電動機に磁石が用いられていない場合には、ｄｑ軸総合電流高調波を抑制する駆動パルスを選択して出力することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の電動機制御装置において、
前記パルス制御部は、前記１次成分抑制パルスと前記２次成分抑制パルスに加え、前記駆動パルスとして、キャリア波に元づいたＰＷＭ制御を行うＰＷＭパルスをキャリア波に基づいて生成し、前記１次成分抑制パルス、前記２次成分抑制パルス、及び前記ＰＷＭパルスを選択的に切り替えて出力することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項６】
車輪の駆動力を供給する原動機としての電動機と、
前記電動機を制御する前記請求項１記載の電動機制御装置と
を有することを特徴とする電気自動車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機制御装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、家電、インフラ、車載機器などの幅広い用途に用いられている交流電動機には、省エネルギー化および小型高出力密度化の要求の高まりに応じた制御装置が適用されている。
【０００３】
交流電動機の駆動制御方式としては、例えば、ＰＷＭ制御が知られている。ＰＷＭ制御では、交流電動機へ印可する電圧に応じた電圧指令信号を元に変調信号を作成し、変調信号とキャリアとを比較することにより電力変換装置のスイッチング素子をオン・オフするＰＷＭパルス信号を生成し、ＰＷＭパルス信号に基づいて電力変換装置で直流電力を交流電動機を駆動する交流電力へ変換することにより、交流電動機の制御を可能としている。
【０００４】
一方、ＰＷＭ制御では電力変換装置のスイッチング素子のオン・オフを高速で繰り返すことで交流電力を生成しているため、電力変換装置から交流電動機に印加される電圧はパルス状となる。このため、交流電動機に流れる電流には高調波成分が含まれてしまい、ノイズや損失の原因となる。
【０００５】
このような電力変換装置のスイッチング素子のオン・オフに起因する交流電動機の損失を低減する技術としては、例えば、特許文献１に記載者もが知られている。特許文献１には、三相各相の電圧指令信号からパルス幅変調されたゲートパルス信号を生成するＰＷＭ信号制御部と、前記パルス幅変調されたゲート信号により制御されるインバータと、前記インバータにより駆動されるモータとを備え、前記ＰＷＭ信号制御部は、前記三相各相において、前記電圧指令信号に基づく基本波電圧指令のゼロクロス点を含むその近傍の位相領域でパルス信号のオン動作とオフ動作をそれぞれ１回以上挿入し、かつ前記基本波電圧指令の正負ピーク点を含むその付近の位相領域でパルス信号のオン動作とオフ動作をそれぞれ１回以上挿入し、かつそれ以外の位相領域ではパルス信号をオン状態またはオフ状態に保持する前記ゲートパルス信号を生成するモータ駆動システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１５―０５３８２４号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術においては、パルス幅変調されたゲート信号について、ＰＷＭパルスと矩形波パルスとを磁石温度に応じて切り替えることにより、交流電動機に印可される電圧の高調波成分を抑制し、交流電動機における損失の低減を図っている。しかしながら、パルス幅変調されたゲート信号に基づいてＰＷＭパルスをオン・オフする区間を設定しているため、パルス幅変調の元となるキャリア波の周波数成分については高調波成分が発生する。また、交流電動機が永久磁石同期モータである場合に発生する、磁石方向の電流高調波による磁石損失や磁石温度上昇の抑制については考慮されていない。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、交流電動機の損失を抑制することができ、出力を向上することができる電動機制御装置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】
【０００９】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、交流電力により駆動される電動機を制御する電動機制御装置において、前記電動機の電圧位相に基づいて駆動パルスを生成するパルス制御部と、前記パルス制御部で生成された駆動パルスに基づいて、直流電力を交流電力に変換し、前記電動機に出力する電力変換器とを備え、前記パルス制御部は、前記駆動パルスとして、電圧高調波の１次成分を抑制する１次成分抑制パルスと電圧高調波の２次成分を抑制する２次成分抑制パルスとを生成し、前記１次成分抑制パルスと前記２次成分抑制パルスとを選択的に切り替えて出力するものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、交流電動機の損失を抑制することができ、出力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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