GEBIET DER
ERFINDUNGAREA OF
INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Motor-Generatoren, die in
einem Fahrzeug einbaubar sind. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich insbesondere auf Motor-Generatoren mit einem ersten Satz von
Drei-Phasen-Wicklungen und einem zweiten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen.The
The present invention relates to motor-generators which are incorporated in
a vehicle can be installed. The present invention relates
particular to motor generators with a first set of
Three-phase windings and a second set of three-phase windings.
HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
Die
japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichungen
2000-41392, 2003-174790 und 2006-33897 offenbaren Motorsysteme mit
jeweils einem Motor, der mit einem ersten und einem zweiten Satz
von Drei-Phasen-Wicklungen ausgerüstet ist. Es sei bemerkt, dass
auf diese japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichungen
2000-41392, 2003-174790 und 2006-33897 im Folgenden als eine erste,
zweite bzw. dritte Veröffentlichung
Bezug genommen ist.The
Japanese unaudited
Patent Publications
2000-41392, 2003-174790 and 2006-33897 disclose engine systems
one engine each, with a first and a second set
equipped by three-phase windings. It should be noted that
on these Japanese unchecked
Patent Publications
2000-41392, 2003-174790 and 2006-33897 hereinafter as a first,
second or third publication
Reference is made.
Jedes
der Motorsysteme weist ferner einen ersten und einen zweiten Inverter,
die den ersten bzw. den zweiten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen einzeln
erregen, auf.each
the engine system further comprises a first and a second inverter,
the first and the second set of three-phase windings individually
excite, up.
Die
erste und die zweite Veröffentlichung, deren
Anmelder derselbe wie für
diese Anmeldung ist, offenbaren ferner eine Konfiguration eines
ersten und eines zweiten Satzes von Drei-Phasen-Wicklungen, bei
der der erste Satz von Drei-Phasen-Wicklungen von dem zweiten Satz
derselben um einen elektrischen Winkel von π/6 oder π/3 rad hinsichtlich der Phase
räumlich
verschoben ist.The
first and the second publication, whose
Applicant same as for
This application further discloses a configuration of a
first and a second set of three-phase windings, at
the first set of three-phase windings from the second set
the same by an electrical angle of π / 6 or π / 3 rad with respect to the phase
spatial
is moved.
Bei
der ersten und der zweiten Veröffentlichung
kann, selbst wenn bei einer Phasen-Wicklung in beispielsweise dem
ersten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen ein Feh ler auftritt, der
zweite Inverter normalerweise den zweiten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen
erregen und dadurch den Motor-Generator selbst in dem Fall eines
Ausfalls einer Ein-Phasen-Wicklung kontinuierlich betreiben.at
the first and the second publication
can, even if in a phase winding in, for example, the
first set of three-phase windings occurs a fault, the
second inverters normally have the second set of three-phase windings
excite and thereby the motor generator itself in the case of a
Failure of a single-phase winding continuously operate.
Bei
solchen Motorsystemen, deren erster und zweiter Satz von Drei-Phasen-Wicklungen eines Motor-Generators
konfiguriert sind, um durch einen entsprechenden ersten und zweiten
Inverter einzeln getrieben zu werden, wurde eventuell nicht ausreichend
offenbart, wie der erste und der zweite Satz von Drei-Phasen-Wicklungen
konkret zu erregen sind, um ein Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators
einfach zu steuern. Aus diesem Grund haben Anwender Vorschläge erwartet,
dahingehend, wie der erste und der zweite Satz von Drei-Phasen-Wicklungen
eines Motor-Generators konkret zu erregen sind, um ein Ausgangsdrehmoment
des Motor-Generators einfach zu steuern.at
Such motor systems, their first and second set of three-phase windings of a motor-generator
are configured to pass through a corresponding first and second
Inverter individually driven, may not be enough
discloses how the first and second sets of three-phase windings
are specifically to excite, an output torque of the motor-generator
easy to control. Because of this, users have been expecting suggestions
as the first and second sets of three-phase windings
of a motor generator are to be excited to an output torque
of the motor-generator easy to control.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Angesichts
des Hintergrunds ist es eine Aufgabe von mindestens einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung, spezifisch zu offenbaren, wie ein erster und
ein zweiter Satz von Drei-Phasen-Wicklungen eines Motor-Generator-Systems
zu erregen sind, wodurch eine Vielzahl von Verwendungen von Motor-Generator-Systemen,
jeweils mit einem ersten und einem zweiten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen
geliefert wird, um ein Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators einfach
zu steuern.in view of
In the background, it is a task of at least one aspect
of the present invention, specifically to disclose how a first and
a second set of three-phase windings of a motor-generator system
a variety of uses of motor-generator systems,
each with a first and a second set of three-phase windings
is delivered to an output torque of the motor-generator easy
to control.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motor-Generator-System
geschaffen. Das Motor-Generator-System weist einen Motor-Generator
mit einer ersten Spule und einer zweiten Spule auf. Die erste Spule
ist aus Mehr-Phasen-Wicklungen zusammengesetzt. Die zweite Spule
ist aus Mehr-Phasen-Wicklungen zusammengesetzt. Die erste und die
zweite Spule von Mehr-Phasen-Wicklungen sind angeordnet, um hinsichtlich
der Phase voneinander räumlich
verschoben zu sein. Das Motor-Generator-System weist eine Zuteilungseinheit auf.
Die Zuteilungseinheit ist konfiguriert, um nach einer Eingabe einer
Arbeitslastanfrage für
den Motor-Generator ein erstes Drehmoment, das der ersten Spule
zuzuteilen ist, und ein zweites Drehmoment, das der zweiten Spule
zuzuteilen ist, zu bestimmen. Ein resultierendes Drehmoment des
ersten Drehmoments und des zweiten Drehmoments erfüllt die
eingegebene Arbeitslastanfrage für
den Motor-Generator. Das Motor-Generator-System weist eine Erregungseinheit
auf. Die Erregungseinheit ist konfiguriert, um die erste Spule zu
erregen, um das erste Drehmoment zu erzeugen, und die zweite Spule
zu erregen, um das zweite Drehmoment zu erzeugen.According to one
Aspect of the present invention is a motor-generator system
created. The motor-generator system has a motor generator
with a first coil and a second coil on. The first coil
is composed of multi-phase windings. The second coil
is composed of multi-phase windings. The first and the
second coil of multi-phase windings are arranged to be
the phase spatially
to be shifted. The motor-generator system has an allocation unit.
The arbitration unit is configured to prompt for an input
Workload request for
the motor generator a first torque, that of the first coil
to allocate, and a second torque, that of the second coil
to allocate is to be determined. A resulting torque of the
the first torque and the second torque meets the
entered workload request for
the motor generator. The motor-generator system has an excitation unit
on. The excitation unit is configured to close the first coil
to generate the first torque and the second coil
to excite to generate the second torque.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Andere
Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:Other
Objects and aspects of the invention will become apparent from the following description
of exemplary embodiments
with reference to the attached
Drawings obviously. Show it:
1 ein
Schaltungsdiagramm eines Motor-Generator-Steuersystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 1 a circuit diagram of a motor-generator control system according to a first embodiment of the present invention;
2 eine
schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators,
der in 1 dargestellt ist; 2 a schematic lateral cross-sectional view of a motor-generator, the in 1 is shown;
3A ein
Vektordiagramm, das einen Statorstromvektor in kartesischen Koordinaten
durch eine D-Achsen-Komponente und eine Q-Achsen-Stromkomponente
schematisch darstellt; 3A a vector diagram schematically illustrating a stator current vector in Cartesian coordinates through a D-axis component and a Q-axis current component;
3B ein
Vektordiagramm, das eine Phasendifferenz zwischen einem Statorstromvektor
eines ersten Satzes von Drei-Phasen-Wicklungen, der in 1 dargestellt
ist, und einem Statorstromvektor eines zweiten Satzes von Drei-Phasen-Wicklungen, der
in 1 dargestellt ist, schematisch darstellt; 3B a vector diagram showing a phase difference between a stator current vector of a first set of three-phase windings, which in 1 and a stator current vector of a second set of three-phase windings shown in FIG 1 is shown schematically;
3C ein
Vektordiagramm, das eine andere Phasendifferenz zwischen einem Statorstromvektor
des ersten Satzes von Drei-Phasen-Wicklungen und einem Statorstromvektor
des zweiten Satzes von Drei-Phasen-Wicklungen schematisch darstellt; 3C a vector diagram schematically illustrating another phase difference between a stator current vector of the first set of three-phase windings and a stator current vector of the second set of three-phase windings;
4 ein
Blockdiagramm, das Funktionsmodule einer Motorsteuerung, die in 1 dargestellt ist,
schematisch darstellt; 4 a block diagram, the functional modules of a motor control that in 1 is shown schematically;
5 eine
graphische Darstellung, die eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie eines
Motor-Generators, der in 1 dargestellt ist, schematisch
darstellt; 5 a graph showing a speed-torque characteristic of a motor-generator, the in 1 is shown schematically;
6 eine
graphische Darstellung, die eine Änderungskurve eines resultierenden
Stroms, wenn eine Phasendifferenz geändert wird, wobei ein resultierendes
Drehmoment, das durch den Motor-Generator erhalten wird, bei T0
gehalten wird, schematisch darstellt; 6 FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a variation curve of a resultant current when a phase difference is changed, wherein a resultant torque obtained by the motor generator is kept at T0; FIG.
7 eine
graphische Darstellung, die eine Änderungskurve einer elektromagnetischen
Gegenkraft, wenn eine Phasendifferenz geändert wird, wobei die Zahl
von Umdrehungen des Motor-Generators bei N0 gehalten wird, schematisch
darstellt; 7 FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a variation curve of an electromagnetic counterforce when a phase difference is changed with the number of revolutions of the motor-generator kept at N0; FIG.
8 eine
graphische Darstellung, die eine Änderungskurve einer Drehmomentwelligkeit,
wenn eine Phasendifferenz geändert
wird, schematisch darstellt; 8th FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a variation curve of a torque ripple when a phase difference is changed; FIG.
9 eine
schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators
eines Motor-Generator-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht; 9 a schematic cross-sectional side view of a motor-generator of a motor-generator system according to a second embodiment of the present invention, the 2 corresponds;
10 eine
schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators
eines Motor-Generator-Systems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht; 10 a schematic cross-sectional side view of a motor-generator of a motor-generator system according to a third embodiment of the present invention, the 2 corresponds;
11 eine
schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators
eines Motor-Generator-Systems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht;
und 11 FIG. 2 is a schematic side cross-sectional view of a motor-generator of a motor-generator system according to a fourth embodiment of the present invention. FIG 2 corresponds; and
12 eine
schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators
eines Motor-Generator-Systems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, das 2 entspricht. 12 a schematic cross-sectional side view of a motor-generator of a motor-generator system according to a fifth embodiment of the present invention, the 2 equivalent.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
DER ERFINDUNGDETAILED
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
THE INVENTION
Im
Folgenden sind Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.in the
The following are exemplary embodiments
of the present invention with reference to the accompanying drawings
described.
ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFIRST EMBODIMENT
Bezug
nehmend auf die Zeichnungen, bei denen sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche Teile in mehreren Ansichten beziehen, insbesondere auf 1,
ist ein Motor-Generator-System
MS gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt.Referring to the drawings, wherein like reference numerals refer to like parts in several views, in particular 1 , there is shown a motor-generator system MS according to a first embodiment of the present invention.
Wie
in 1 dargestellt ist, wird das Motor-Generator-System
MS vorher in einem Fahrzeug, wie einem Hybridfahrzeug, eingebaut.As in 1 is shown, the motor-generator system MS is previously installed in a vehicle such as a hybrid vehicle.
Das
Motor-Generator-System MS weist einen Synchronreluktanz-Generator 1 als
ein Beispiel von verschiedenen Typen von Motor-Generatoren auf.
Der Synchronreluktanz-Generator, auf den einfach als ein „Motor-Generator" 1 Bezug
genommen ist, arbeitet, um eine Kurbelwelle einer Maschine, die in
dem Fahrzeug eingebaut ist, zu drehen, und um eine Batterie, die
im Folgenden beschrieben ist, zu laden, wenn das Fahrzeug sich verlangsamt
oder bremst.The motor-generator system MS has a synchronous reluctance generator 1 as an example of different types of motor-generators. The synchronous reluctance generator, referred to simply as a "motor generator" 1 Reference is made to rotate a crankshaft of an engine installed in the vehicle and to charge a battery described below when the vehicle is decelerating or braking.
Der
Motor-Generator 1 ist beispielsweise als ein Synchronmotor
mit einem inneren Läufer
bzw. Rotor (äußeren Stator)
entworfen.The motor generator 1 For example, it is designed as a synchronous motor with an inner rotor (outer stator).
Wie
in 2 dargestellt ist, ist der Motor-Generator 1 mit
einem Läufer
bzw. Rotor 15 und einem Ständer bzw. Stator 16 versehen.
Der Rotor 15 weist einen Rotorkern 102 auf.As in 2 is shown, is the motor-generator 1 with a rotor or rotor 15 and a stator 16 Mistake. The rotor 15 has a rotor core 102 on.
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist beispielsweise als der Rotorkern 102 ein Einzelpolkern, der
keine Feldspulen und Feldmagneten enthält, verwendet. Es sei bemerkt,
dass verschiedene Typen von Kernen, wie ein Permanentmagnetkern,
als der Rotor 15 verwendet sein können. Der Rotorkern 102 hat
in dem seitlichen Querschnitt desselben eine ringförmige Form.
Der Rotorkern 102 ist um die äußere Peripherie einer Kurbelwelle 103 der
Maschine fest gepasst.In the first embodiment, for example, as the rotor core 102 a single-pole core containing no field coils and field magnets used. It should be noted that different types of cores, such as a permanent magnet core, than the rotor 15 can be used. The rotor core 102 has in the lateral cross section thereof an annular shape. The rotor core 102 is about the outer periphery of a crankshaft 103 the machine fitted tight.
Genauer
gesagt, der Rotorkern 102 des Rotors 15 ist mit
Einzelpolpaaren (N- und S-Polen) 104, 104, die
beispielsweise in einer radialen Richtung mit einer Feldpolteilung
eines elektrischen Winkels von π rad
angeordnet sind, versehen. Der Rotor 15 hat eine direkte
Achse (D-Achse), die mit der Mittellinie des Rotor-N-Pols ausgerichtet
ist, und hat eine Quadraturachse (Q-Achse), die um einen elektrischen
Winkel von π/2
rad voreilend hinsichtlich der D-Achse zwischen benachbarten Polen
positioniert ist.More precisely, the rotor core 102 of the rotor 15 is with single pole pairs (N and S poles) 104 . 104 , which are arranged, for example, in a radial direction with a field pole pitch of an electrical angle of π rad. The rotor 15 has a direct axis (D axis) aligned with the center line of the rotor N pole and has a quadrature axis (Q axis) leading by an electrical angle of π / 2 rad leading the D axis between adjacent poles is positioned.
Der
Stator 16 weist einen Statorkern 101 mit einer
ringförmigen
Form in dem seitlichen Querschnitt desselben auf. Der Statorkern 101 ist
um die äußere Peripherie
des Rotorkerns 102 angeordnet, derart, dass die innere
Peripherie des Statorkerns 101 der äußeren Peripherie des Rotorkerns 102 mit einem
vorbestimmten Luftzwischenraum gegenüber liegt.The stator 16 has a stator core 101 with an annular shape in the lateral cross section thereof. The stator core 101 is around the outer periphery of the rotor core 102 arranged such that the inner periphery of the stator core 101 the outer periphery of the rotor core 102 is opposite to a predetermined air gap.
Der
Statorkern 101 weist beispielsweise ferner 12 Schlitze
S1 bis S12 mit jeweils einer gleichen Fläche in einem seitlichen Querschnitt
orthogonal zu der axialen Richtung des Rotors 15 (der Welle 103) auf.
Die Schlitze S1 bis S12 sind durch den Statorkern 101 gebildet
und sind in gegebenen Intervallen umfangsmäßig angeordnet. Bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
nehmen die 12 Schlitze S1 bis S2 des Statorkerns 101 einen
elektrischen Winkel von 2π rad
des Stators 16 ein, so dass ein Umfangsintervall von benachbarten
Schlitzen eine Schlitzteilung, die einem elektrischen Winkel α von π/6 rad entspricht, definiert.The stator core 101 For example, see further 12 Slots S1 to S12 each having a same area in a lateral cross section orthogonal to the axial direction of the rotor 15 (the wave 103 ) on. The slots S1 to S12 are through the stator core 101 are formed and are circumferentially arranged at given intervals. In the first embodiment, the 12 slots S1 to S2 of the stator core take 101 an electrical angle of 2π rad of the stator 16 such that a circumferential interval of adjacent slots defines a slot pitch corresponding to an electrical angle α of π / 6 rad.
Der
Stator 16 weist ferner einen ersten und zweiten Satz (Spulen) 111 und 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen, die beispielsweise aus einem oder mehreren
leitfähigen
Drähten
bestehen, auf.The stator 16 also has a first and second set (coils) 111 and 112 of three-phase windings, which consist for example of one or more conductive wires on.
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
sind beispielsweise die Drei-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 in
den Schlitzen S1, S3, S5, S7, S9 und S11 des Statorkerns 101 gewickelt,
und die Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 sind
in den Schlitzen S2, S4, S6, S8, S10 und S12 gewickelt.In the first embodiment, for example, the three-phase windings of the first coil 111 in the slots S1, S3, S5, S7, S9 and S11 of the stator core 101 wound, and the three-phase windings of the second coil 112 are wound in the slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12.
Beispielsweise
ist die Zahl von Wicklungen der ersten Spule 111, die in
jedem der Schlitze S1, S3, S5, S7, S9 und S11 eingebracht sind,
auf 2 eingestellt, und die Zahl von Wicklungen der zweiten Spule 112,
die in jedem der Schlitze S2, S4, S6, S8, S10 und S12 eingebracht
sind, ist auf 2 eingestellt.For example, the number of windings of the first coil 111 set at 2 in each of the slots S1, S3, S5, S7, S9 and S11, and the number of windings of the second coil 112 set in each of the slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12 is set to 2.
Genauer
gesagt, während
eines Drehens wird eine U-Phasen-Wicklung U1 der ersten Spule 111 in
den Schlitzen S1 und S7 um den Rotor 15A gewickelt; diese
Schlitze S1 und S7 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet, was als eine konzentrierte Durchmesserwicklung
bekannt ist. Eine V-Phasen-Wicklung V1 der ersten Spule 111 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S3 und S9 um den Rotor 15A gewickelt; diese
Schlitze S3 und S9 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet. Eine W-Phasen-Wicklung W1 der ersten Spule 111 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S5 und S11 um den Rotor 15A gewickelt;
diese Schlitze S5 und S11 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet.More specifically, during rotation, a U-phase winding U1 becomes the first coil 111 in the slots S1 and S7 around the rotor 15A wound; these slots S1 and S7 are around the pole pitch of the rotor core 102 spaced apart what is known as a concentrated diameter winding. A V-phase winding V1 of the first coil 111 is rotated about the rotor in slots S3 and S9 15A wound; these slots S3 and S9 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other. A W-phase winding W1 of the first coil 111 is rotated around the rotor during rotation in slots S5 and S11 15A wound; these slots S5 and S11 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other.
Es
sei bemerkt, dass, wie in 2 dargestellt
ist, die Richtung eines Stroms, der durch die U-Phasen-Wicklung
U1 in dem Schlitz S1 fließt,
die Richtung eines Stroms, der durch die V-Phasen-Wicklung V1 in
dem Schlitz S9 fließt,
und dieselbe eines Stroms, der durch die W-Phasen-Wicklung W1 in
dem Schlitz S5 fließt,
zueinander gleich sind.It should be noted that, as in 2 is shown, the direction of a current flowing through the U-phase winding U1 in the slot S1, the direction of a current flowing through the V-phase winding V1 in the slot S9, and the same of a current passing through the W-phase winding W1 flows in the slot S5, are equal to each other.
Ähnlich wird
während
eines Drehens eine U-Phasen-Wicklung U2 der zweiten Spule 112 in
den Schlitzen S2 und S8 um den Rotor 15A gewickelt; diese
Schlitze S2 und S8 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet. Eine V-Phasen-Wicklung V2 der zweiten Spule 112 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S4 und S10 um den Rotor 15A gewickelt;
diese Schlitze S4 und S10 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet. Eine W-Phasen-Wicklung W2 der zweiten Spule 112 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S6 und S12 um den Rotor 15A gewickelt;
diese Schlitze S6 und S12 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet.Similarly, during rotation, a U-phase winding U2 of the second coil 112 in the slots S2 and S8 around the rotor 15A wound; these slots S2 and S8 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other. A V-phase winding V2 of the second coil 112 is rotated around the rotor during rotation in slots S4 and S10 15A wound; these slots S4 and S10 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other. A W-phase winding W2 of the second coil 112 is rotated around the rotor during rotation in slots S6 and S12 15A wound; these slots S6 and S12 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other.
Die
U-Phasen-Wicklung U1 der ersten Spule 111 hat ein Ende
und das andere Ende, wobei das eine Ende TA1 derselben als ein Phasenanschluss derselben
dient und das andere Ende C1 derselben als ein neutraler Punkt dient. Ähnlich hat
die U-Phasen-Wicklung
U2 der zweiten Spule 112 ein Ende und das andere Ende,
wobei das eine Ende U2 derselben als ein Phasenanschluss derselben
dient und das andere Ende C2 derselben als ein neutraler Punkt dient.The U-phase winding U1 of the first coil 111 has one end and the other end, with one end TA1 thereof serving as a phase terminal thereof and the other end C1 thereof serving as a neutral point. Similarly, the U-phase winding U2 of the second coil 112 one end and the other end, one end U2 of which serves as a phase terminal thereof and the other end C2 thereof serves as a neutral point.
Es
sei bemerkt, dass, wie in 2 dargestellt
ist, die Richtung eines Stroms, der durch die U-Phasen-Wicklung
U2 in dem Schlitz S2 fließt,
die Richtung eines Stroms, der durch die V-Phasen-Wicklung V2 in
dem Schlitz S10 fließt,
und dieselbe eines Stroms, der durch die W-Phasen-Wicklung W2 in
dem Schlitz S6 fließt,
zueinander gleich sind.It should be noted that, as in 2 is shown, the direction of a current flowing through the U-phase winding U2 in the slot S2, the direction of a current flowing through the V-phase winding V2 in the slot S10, and the same of a current passing through the W-phase winding W2 flows in the slot S6, are equal to each other.
Diese
Wicklungsanordnung, die in 2 dargestellt
ist, ermöglicht,
dass jede Phase der ersten Spule 111 um einen elektrischen
Winkel von π/6 rad
(entsprechend 30 Grad auf einer Schlitzteilung) hinsichtlich der
Phase von einer entsprechenden einen Phase der zweiten Spule 112 verschoben
ist. Beispielsweise ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die erste Spule
von jeder Phasen-Wicklung hinsichtlich der Phase um π/6 rad voreilend
von einer entsprechenden einen Phasen-Wicklung der zweiten Spule 112.This winding arrangement, which in 2 is shown, allows each phase of the first coil 111 by an electrical angle of π / 6 rad (corresponding to 30 degrees on a slot pitch) with respect to the phase of a corresponding one phase of the second coil 112 is moved. For example, in the first embodiment, the first coil of each phase winding is π / 6 rad in advance of a corresponding one phase winding of the second coil in phase 112 ,
Die
Wicklungsanordnung, die in 2 dargestellt
ist, ermöglicht,
dass die U-, V- und
W-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 um einen elektrischen
Winkel von 2π/3
rad hinsichtlich der Phase zueinander verschoben sind. Ähnlich ermöglicht die Wicklungsanordnung,
die in 2 dargestellt ist, dass die U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten
Spule 112 um einen elektrischen Winkel von 2π/3 rad hinsichtlich
der Phase zueinander verschoben sind.The winding arrangement used in 2 allows the U, V and W phase windings of the first coil 111 are shifted by an electrical angle of 2π / 3 rad with respect to the phase to each other. Similarly, the winding arrangement that is in 2 is shown that the U, V and W phase windings of the second coil 112 are shifted by an electrical angle of 2π / 3 rad with respect to the phase to each other.
Die
anderen Enden der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 sind
miteinander in beispielsweise einer Sternkonfiguration verbunden,
um einen einzelnen neutralen Punkt zu bilden. Ähnlich sind die anderen einen
Enden der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 miteinander
in beispielsweise einer Sternkonfiguration verbunden, um einen einzelnen
neutralen Punkt zu bilden.The other ends of the U, V, and W phase windings of the first coil 111 are connected together in, for example, a star configuration to form a single neutral point. Similarly, the others are one ends of the U, V and W phase windings of the second coil 112 connected together in, for example, a star configuration to form a single neutral point.
Der
Motor-Generator 1 weist einen Drehmelder 13 auf,
der nahe zu dem Rotor 15 angeordnet ist und wirksam ist,
um eine tatsächliche
Drehposition (einen Drehwinkel) δ der
D-Achse des Rotors 15 hinsichtlich eines räumlich festen
Stator-Koordinatensystems, das die erste Spule 111 von
Drei-Phasen-Wicklungen charakterisiert, zu messen.The motor generator 1 has a resolver 13 up close to the rotor 15 is arranged and effective to an actual rotational position (a rotation angle) δ of the D axis of the rotor 15 in terms of a spatially fixed stator coordinate system, the first coil 111 characterized by three-phase windings, to measure.
Das
Motor-Generator-System MS weist eine Motorsteuereinheit 2 und
eine Batterie 3 auf. Die Motorsteuereinheit 2 ist
wirksam, um den Betrieb des Motor-Generators 1 zu steuern
und um Drei-Phasen-Wechselströme
sowohl der ersten als auch der zweiten Spule der Drei-Phasen-Wicklungen 111 und 112 zuzuführen und/oder
von denselben zu empfangen.The motor-generator system MS has a motor control unit 2 and a battery 3 on. The engine control unit 2 is effective to the operation of the motor generator 1 and to control three-phase alternating currents of both the first and the second coil of the three-phase windings 111 and 112 to supply and / or receive from the same.
Genauer
gesagt, die Motorsteuereinheit 2 weist einen ersten und
einen zweiten Drei-Phasen-Inverter 21 und 22 und
eine Motorsteuerung 23 auf. Auf den ersten und den zweiten
Drei-Phasen-Inverter 21 und 22 ist im Folgenden
einfach als ein „erster
und zweiter Inverter 21 und 22" Bezug genommen.More specifically, the engine control unit 2 has a first and a second three-phase inverter 21 and 22 and a motor controller 23 on. On the first and the second three-phase inverter 21 and 22 is hereafter simply as a "first and second inverter 21 and 22 "Reference.
Sowohl
der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22 sind
aus einer Zahl von z. B. sechs Leistungsschaltelementen 30,
die jeweils beispielsweise einen IGBT (= Isolated Gate Bipolar Transistor
= Bipolartransistor mit isoliertem Gate) und eine Schwungraddiode
aufweisen, zusammengesetzt. Die Leistungsschaltelemente 30 sind
in eine Halbbrückenkonfiguration
geschaltet.Both the first and the second inverter 21 and 22 are from a number of z. B. six power switching elements 30 each having, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a flywheel diode. The power switching elements 30 are connected in a half-bridge configuration.
Genauer
gesagt, bei dem ersten und dem zweiten Inverter 21 und 22 sind
die sechs Leistungsschaltelemente 30 in Oberseiten-Schaltelemente 30a und
Unterseiten-Schaltelemente 30b, jeweils mit einem ersten
und einem zweiten Anschluss, geteilt.More specifically, in the first and second inverters 21 and 22 are the six power switching elements 30 in top switching elements 30a and bottom switching elements 30b , each with a first and a second port, shared.
Die
ersten Anschlüsse
der Oberseiten-Schaltelemente 30a sind miteinander verbunden und
gemeinsam mit einem positiven Anschluss der Batterie 3 verbunden.
Jeder der zweiten Anschlüsse der
Oberseiten-Schaltelemente 30a ist mit dem ersten Anschluss
eines entsprechenden der Unterseiten-Schaltelemente 30b verbunden,
was drei Halbbrücken
liefert, die jeweils aus einem Oberseiten-Schaltelement und einem
entsprechenden Unterseiten-Schaltelement bestehen.The first connections of the top switching elements 30a are connected together and together with a positive connection of the battery 3 connected. Each of the second terminals of the upper side switching elements 30a is connected to the first terminal of a corresponding one of the lower side switching elements 30b connected, which provides three half-bridges, each consisting of a top switching element and a corresponding bottom switching element.
Die
zweiten Anschlüsse
der Unterseiten-Schaltelemente 30b sind miteinander verbunden, um
gemeinsam an Masse gelegt zu sein. Jedes der Oberseiten- und Unterseiten-
Schaltelemente 30a und 30b hat einen Steueranschluss,
der mit der Motorsteuerung 23 verbunden ist, was es der
Motorsteuerung 23 ermöglicht,
dieselben einzeln ein- und
auszuschalten.The second terminals of the bottom switching elements 30b are connected to one another to be massed together. Each of the top and bottom switching elements 30a and 30b has a control connection, which with the engine control 23 connected, what is the engine control 23 allows you to turn them on and off individually.
Die
Verbindungspunkte zwischen den Oberseiten- und Unterseiten-Schaltelementen 30a und 30b der
jeweiligen Halbbrücken
des ersten Inverters 21 sind mit Ausgangsleitungen, die
sich von den Phasenanschlüssen
(einen Enden) der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 erstrecken, verbunden. Ähnlich sind
die Verbindungspunkte zwischen den Oberseiten- und Unterseiten-
Schaltelementen 30a und 30b der jeweiligen Halbbrücken des
zweiten Inverters 22 mit Ausgangsleitungen, die sich von
den Phasenanschlüssen
(einen Enden) der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der Spule 112 erstrecken,
verbunden.The connection points between the top and bottom switching elements 30a and 30b the respective half-bridges of the first inverter 21 are with output lines extending from the phase terminals (one ends) of the U, V and W phase windings of the first coil 111 extend, connected. Similarly, the connection points between the top and bottom switching elements 30a and 30b the respective half-bridges of the second inverter 22 with output lines extending from the phase terminals (one ends) of the U, V and W phase windings of the coil 112 extend, connected.
Die
Motorsteuerung 23 ist mit einem Gaspedalpositionssensor 35,
der als eine Anfragedrehmoment-Eingabevorrichtung dient, verbunden.
Der Gaspedalpositionssensor 35 ist wirksam, um eine tatsächliche
Position eines Beschleunigers bzw. Gaspedals des Fahrzeugs, das
durch den Fahrer betreibbar ist, zu erfassen und die erfasste tatsächliche
Position des Gaspedals als Daten, die ein Anfragedrehmoment des
Fahrers darstellen, zu der Motorsteuerung 23 zu senden.
Auf die Daten, die ein variables Anfragedrehmoment darstellen, ist
im Folgenden als „Anfragedrehmomentdaten" Bezug genommen.The engine control 23 is with an accelerator pedal position sensor 35 , which serves as a request torque input device. The accelerator pedal position sensor 35 is effective to detect an actual position of an accelerator pedal of the vehicle operable by the driver and the detected actual position of the accelerator pedal as data representing a requesting torque of the driver to the engine controller 23 to send. The data representing a variable request torque is hereinafter referred to as "request torque data".
Nach
einer Eingabe der Daten, die von dem Gaspedalpositionssensor 35 gesendet
werden, ist die Motorsteuerung 23 wirksam, um für jede der
U-, V- und W-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 und für jede der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der
zweiten Spule 112 einen Befehlsspannungswert zu bestimmen.
Die Motorsteuerung 23 ist ferner wirksam, um den ersten
und den zweiten Inverter 21 und 22 basierend auf
den entsprechenden bestimmten Befehlsspannungswerten zu steuern.After inputting the data from the accelerator pedal position sensor 35 to be sent is the engine control 23 effective for each of the U, V and W phase windings of the first coil 111 and for each of the U, V, and W phase windings of the second coil 112 to determine a command voltage value. The engine control 23 is also effective to the first and the second inverter 21 and 22 based on the corresponding particular command voltage values.
Wie
im Vorhergehenden beschrieben ist, ist der positive Anschluss der
Batterie 3 mit den ersten Anschlüssen der Oberseiten-Schaltelemente 30a von
sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 21 und 22 verbunden.
Ein negativer Anschluss der Batterie 3 ist an Masse gelegt.
Die Batterie 3 ist wirksam, um einen elektrischen Strom über den
ersten Inverter 21 zu der ersten Spule 111 von
Drei-Phasen-Wicklungen zu übertragen
und/oder von derselben zu empfangen und ähnlich einen elektrischen Strom über den
zweiten Inverter 22 zu der zweiten Spule 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen zu übertragen
und/oder von derselben zu empfangen.As described above, the positive terminal is the battery 3 with the first Terminals of the top switching elements 30a from both the first and second inverters 21 and 22 connected. A negative connection of the battery 3 is grounded. The battery 3 is effective to get an electric current through the first inverter 21 to the first coil 111 to transmit and / or receive from three-phase windings and similarly an electric current via the second inverter 22 to the second coil 112 transmit and / or receive from three-phase windings.
Das
Motor-Generator-System MS weist ferner einen ersten und einen zweiten
Stromsensor 41 und 42 auf. Der erste Stromsensor 41 ist
angeordnet, um eine Messung eines momentanen U-Phasen-Wechselstroms,
der durch die U-Phasen-Wicklung der ersten Spule 111 fließt, zu ermöglichen. Ähnlich ist
der zweite Stromsensor 42 angeordnet, um eine Messung eines
momentanen V-Phasen-Wechselstroms, der durch die V-Phasen-Wicklung der
ersten Spule 111 fließt,
zu ermöglichen.
Der erste und der zweie Stromsensor 41 und 42 sind
mit der Motorsteuerung 23 verbunden.The motor-generator system MS also has a first and a second current sensor 41 and 42 on. The first current sensor 41 is arranged to be a measurement of a current U-phase alternating current through the U-phase winding of the first coil 111 flows, to allow. Similar is the second current sensor 42 arranged to measure a current V-phase alternating current through the V-phase winding of the first coil 111 flows, to allow. The first and the two current sensors 41 and 42 are with the engine control 23 connected.
Genauer
gesagt, der erste und der zweite Stromsensor 41 und 42 sind
wirksam, um den momentanen Wert von sowohl dem U- als auch dem V-Phasen-Strom
als einige Motorzustandsvariablen zu der Motorsteuerung 23 zu
senden.More specifically, the first and second current sensors 41 and 42 are effective to determine the instantaneous value of both the U and V phase currents as some engine state variables to the engine controller 23 to send.
Das
Motor-Generator-System MS weist zusätzlich einen dritten und einen
vierten Stromsensor 43 und 44 auf. Der dritte
Stromsensor 43 ist angeordnet, um eine Messung eines momentanen
U-Phasen-Wechselstroms, der durch die U-Phasen-Wicklung der zweiten
Spule 112 fließt,
zu ermöglichen. Ähnlich ist
der vierte Stromsensor 44 angeordnet, um eine Messung eines
momentanen V-Phasen-Wechselstroms, der durch die V-Phasen-Wicklung der zweiten
Spule 112 fließt,
zu ermöglichen.
Der dritte und der vierte Stromsensor 43 und 44 sind
mit der Motorsteuerung 23 verbunden.The motor-generator system MS additionally has a third and a fourth current sensor 43 and 44 on. The third current sensor 43 is arranged to be a measurement of a current U-phase alternating current through the U-phase winding of the second coil 112 flows, to allow. Similar is the fourth current sensor 44 arranged to measure a current V-phase alternating current through the V-phase winding of the second coil 112 flows, to allow. The third and the fourth current sensor 43 and 44 are with the engine control 23 connected.
Genauer
gesagt, der dritte und der vierte Stromsensor 43 und 44 sind
wirksam, um den momentanen Wert von sowohl dem U- als auch dem V-Phasen-Strom
als einige Motorzustandsvariablen zu der Motorsteuerung 23 zu
senden.More specifically, the third and fourth current sensors 43 and 44 are effective to determine the instantaneous value of both the U and V phase currents as some engine state variables to the engine controller 23 to send.
Der
Drehmelder 13 ist mit der Motorsteuerung 23 verbunden
und wirksam, um den gemessenen tatsächlichen Drehwinkel des Rotors 15 als
eine der Motorzustandsvariablen zu der Motorsteuerung 23 zu
senden.The resolver 13 is with the engine control 23 connected and effective to the measured actual rotation angle of the rotor 15 as one of the engine state variables to the engine controller 23 to send.
Wenn
die Motorsteuerung 23 die Anfrage-Drehmomentdaten und die
Motorzustandsvariablen empfängt,
ist dieselbe wirksam, um die Schaltelemente 30a und 30b von
sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 21 und 22 basierend
auf den empfangenen Drehmomentdaten und den Motorzustandsvariablen
intermittierend ein- und auszuschalten. Dies macht es möglich, die
Gleichspannung, die von der Batterie 3 an den ersten und
den zweiten Inverter 21 und 22 angelegt ist, einzeln
in U-, V- und W-Phasen-Wechselspannungen
für sowohl
die erste als auch die zweite Spule 111 und 112 umzuwandeln.When the engine control 23 receives the request torque data and the engine state variables, it is effective to the switching elements 30a and 30b from both the first and second inverters 21 and 22 intermittently turn on and off based on the received torque data and the engine state variables. This makes it possible to get the DC voltage coming from the battery 3 to the first and the second inverter 21 and 22 applied individually to U, V and W phase AC voltages for both the first and second coils 111 and 112 convert.
Wenn
das Fahrzeug sich verlangsamt oder bremst, sind zusätzlich sowohl
der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22 wirksam,
um eine Drei-Phasen-Wechselspannung, die durch eine entsprechende
der ersten Spule 111 und der zweiten Spule 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen erzeugt wird, vollweggleichzurichten. Dann
sind sowohl der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22 wirksam, um
die vollweggleichgerichtete Spannung (Gleichspannung) in die Batterie 3 zu
laden.In addition, when the vehicle is decelerating or braking, both the first and the second inverters are 21 and 22 effective to provide a three-phase AC voltage through a corresponding one of the first coil 111 and the second coil 112 is generated by three-phase windings, to make it fully rectified. Then both the first and the second inverter 21 and 22 effective to the full-wave rectified voltage (DC) in the battery 3 to load.
Das
Motor-Generator-System MS weist ferner Maschinenbetriebsbedingungssensoren 36 auf, die
vorher in dem Fahrzeug eingebaut werden und angeordnet sind, um
verschiedene Typen von physikalischen Größen, die Betriebsbedingungen
der Maschine zugeordnet sind, zu messen. Beispielsweise weisen die
Maschinenbetriebsbedingungssensoren 36 einen Sensor auf,
der wirksam ist, um die Maschinendrehzahl, die zu den Umdrehungen
N [U/min] des Motor-Generators 1 äquivalent ist, zu messen. Ein Sensor,
der wirksam ist, um die U/min N des Motor-Generators 1 zu
messen, kann in den Sensoren 36 aufgenommen sein.The motor-generator system MS further has engine operating condition sensors 36 previously installed in the vehicle and arranged to measure various types of physical quantities associated with operating conditions of the machine. For example, the engine operating condition sensors 36 a sensor that is effective to the engine speed, to the revolutions N [rpm] of the motor-generator 1 is equivalent to measure. A sensor effective to control the rpm of the motor generator 1 can measure in the sensors 36 be included.
Messsignale,
die gemessene physikalische Größen, die
von den Maschinenbetriebsbedingungssensoren 36 ausgegeben
werden, anzeigen, werden periodisch in die Motorsteuerung 23 eingegeben.Measurement signals, the measured physical quantities obtained by the engine operating condition sensors 36 are output, are periodically in the engine control 23 entered.
Es
sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ein Betrieb
von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 21 und 22 und
derselbe der Motorsteuerung 23 im Wesentlichen identisch
mit demselben von normalen bürstenlosen Gleichstrommotoren
sind. Es ist daher hauptsächlich ein
Betrieb von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Inverter 21 und 22 und
derselbe der Motorsteuerung 23, der spezifischen Charakteristika
des ersten Ausführungsbeispiels
zugeordnet ist, beschrieben.It should be noted that, as described above, operation of both the first and second inverters 21 and 22 and the same of the engine control 23 are substantially identical to that of normal brushless DC motors. It is therefore mainly an operation of both the first and the second inverters 21 and 22 and the same of the engine control 23 which is associated with specific characteristics of the first embodiment.
Der
momentane U-Phasen-Wechselstrom und der V-Phasen-Strom der ersten
Spule 111 werden durch den ersten und den zweiten Stromsensor 41 und 42 gemessen,
und der momentane U-Phasen-Wechselstrom und der V-Phasen-Strom der zweiten
Spule 112 werden durch den dritten und den vierten Stromsensor 43 und 44 gemessen.
Die tatsächliche
Drehposition des Rotors 15 wird unter Bezugnahme auf die
erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen durch den Drehmelder 31 gemessen.
Die gemessenen U- und V-Phasen-Ströme für die erste bzw. die zweite
Spule 111 und 112 und die gemessene Drehposition
des Rotors 15 werden zu der Motorsteuerung 23 gesendet.The instantaneous U-phase AC and the V-phase current of the first coil 111 be through the first and the second current sensor 41 and 42 measured, and the instantaneous U-phase AC and the V-phase current of the second coil 112 be through the third and the fourth current sensor 43 and 44 measured. The actual rotational position of the rotor 15 is referring to the first coil 111 from Three-Pha sen windings through the resolver 31 measured. The measured U and V phase currents for the first and the second coil, respectively 111 and 112 and the measured rotational position of the rotor 15 become the engine controller 23 Posted.
Gleichzeitig
werden die Anfragedrehmomentdaten von dem Gaspedalpositionssensor 35 in die
Motorsteuerung 23 eingegeben.At the same time, the request torque data becomes from the accelerator pedal position sensor 35 in the engine control 23 entered.
Das
Drehmoment, das durch den Motor-Generator 1 entwickelt
wird, wird abhängig
von der Größe und Phase
eines Anfragestatorstromvektors hinsichtlich der Ausrichtung der
Q-Achse bestimmt. Aus diesem Grund ist im Folgenden auf den Anfragestatorstromvektor
als ein „Anfragedrehmomentvektor" Bezug genommen.The torque generated by the motor generator 1 is determined depending on the size and phase of a request stator current vector with respect to the orientation of the Q axis. For this reason, the request stator current vector will be referred to below as a "request torque vector".
Genauer
gesagt, bei dem ersten Ausführungsbeispiel
arbeitet die Motorsteuerung 23, um das Drehmoment durch
ein Steuern einer D-Achsen-Stromkomponente id*, die einen magnetischen Fluss
in der D-Achse erzeugt, um die Einzelpolpaare 104 und 104 zu
magnetisieren, und einer Q-Achsen-Stromkomponente iq*, die einen
magnetischen Fluss in der Q-Achse erzeugt und hinsichtlich der Phase
um einen elektrischen Winkel von π/2
rad hinsichtlich der D-Achsen-Stromkomponente id* voreilt, zu steuern;
diese D-Achsen-Stromkomponente id* und Q-Achsen-Stromkomponente
iq* bilden den Anfragestatorstromvektor.More specifically, in the first embodiment, the engine controller operates 23 to obtain the torque by controlling a D-axis current component id *, which generates a magnetic flux in the D-axis, around the single-pole pairs 104 and 104 and to control a Q-axis current component iq * which generates a magnetic flux in the Q-axis and advances in phase by an electrical angle of π / 2 rad with respect to the D-axis current component id *; these D-axis current component id * and Q-axis current component iq * constitute the request stator current vector.
Unter
der Annahme, dass keine zweite Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
in dem Statorkern gewickelt ist, wie in 3A dargestellt
ist, kann ein Anfragestatorstromvektor ia*, der der Summe der momentanen
U-, V- und W-Phasen-Stromvektoren der ersten Spule 111 entspricht,
folgendermaßen spezifiziert
werden:
in Polkoordinaten durch die Amplitude von ia* und eine
Phasendifferenz (einen elektrischen Winkel) β1 zwischen dem befohlenen Statorstromvektor
ia* und der Q-Achse,
oder in kartesischen Koordinaten durch eine D-Achsen-Komponente
id1* und eine Q-Achsen-Stromkomponente iq1* für die erste Spule 111. Mit
anderen Worten, die D-Achsen-Komponente id1* ist durch „ia*sinβ1" gegeben, und die
Q-Achsen-Komponente iq1* ist durch „ia*cosβ1" gegeben.Assuming that no second coil 112 of three-phase windings is wound in the stator core, as in 3A can be a request stator current vector ia *, the sum of the current U, V and W phase current vectors of the first coil 111 corresponds to be specified as follows:
in polar coordinates by the amplitude of ia * and a phase difference (an electrical angle) β1 between the commanded stator current vector ia * and the Q-axis, or in Cartesian coordinates by a D-axis component id1 * and a Q-axis current component iq1 * for the first coil 111 , In other words, the D-axis component id1 * is given by "ia * sinβ1", and the Q-axis component iq1 * is given by "ia * cosβ1".
Genauer
gesagt, das Drehmoment T, das durch den Motor-Generator 1 basierend
auf der D-Achsen-Komponente id1* und der Q-Achsen-Stromkomponente
iq1* entwickelt wird, ist durch die folgenden Gleichungen [1] und
[2] gegeben: T =
p(Ld – Lq)id*iq* [1] T = Kp(Ld – Lq)id1*iq1*sin2β1 [2] wobei K eine
Konstante darstellt, p die Zahl von Polpaaren darstellt, Ld eine
D-Achsen-Induktivität darstellt
und Lq eine Q-Achsen-Induktivität
darstellt.Specifically, the torque T generated by the motor generator 1 is developed based on the D-axis component id1 * and the Q-axis current component iq1 *, given by the following equations [1] and [2]: T = p (Ld-Lq) id * iq * [1] T = Kp (Ld-Lq) id1 * iq1 * sin2β1 [2] where K represents a constant, p represents the number of pole pairs, Ld represents a D-axis inductance, and Lq represents a Q-axis inductance.
Wenn
daher die gemessenen Werte der U- und V-Phasen-Wechselströme für die erste
bzw. die zweite Spule 111 und 112, die gemessene
Drehposition des Rotors 15 und die Anfragedrehmomentdaten in
die Motorsteuerung 23 eingegeben werden, empfängt die
Motorsteuerung 23 dieselben.Therefore, if the measured values of the U and V phase AC currents for the first and the second coil, respectively 111 and 112 , the measured rotational position of the rotor 15 and the request torque data to the engine controller 23 are input, the engine controller receives 23 the same.
Dann,
wie in 4 dargestellt ist, berechnet ein Anfragestromkomponenten-Berechnungsmodul 23a der
Steuerung 23 eine Anfrage-D-Achsenkomponente id1* und Q-Achsen-Komponente
iq1* für
die erste Spule 111 und eine D-Achsen-Komponente id2* und
Q-Achsen-Komponente iq2* für
die zweite Spule 112 basierend auf einem Anfragestatorstromvektor,
der den Anfragedrehmomentdaten entspricht.Then, as in 4 1, calculates a request current component calculation module 23a the controller 23 a request D axis component id1 * and Q axis component iq1 * for the first coil 111 and a D-axis component id2 * and Q-axis component iq2 * for the second coil 112 based on a request stator current vector corresponding to the request torque data.
Ein
Drei-Phasen-zu-zwei-Phasen-Wandlungsmodul 23b der Steuerung 23 arbeitet,
um den W-Phasen-Wechselstromwert für die erste Spule 111 basierend
auf den gemessenen U- und V-Phasen-Wechselstromwerten für dieselbe
und der Drehposition δ des
Rotors 15 zu berechnen. Ähnlich arbeitet das Drei-Phasen-zu-zwei-Phasen-Wandlungsmodul 23b der
Steuerung 23, um den W-Phasen-Wechselstromwert für die zweite
Spule 112 basierend auf den gemessenen U- und V-Phasen-Wechselstromwerten
für dieselbe
und der Drehposition δ des
Rotors 15 zu berechnen.A three-phase to two-phase conversion module 23b the controller 23 works to the W phase AC value for the first coil 111 based on the measured U- and V-phase alternating current values for the same and the rotational position δ of the rotor 15 to calculate. Similarly, the three-phase-to-two-phase conversion module operates 23b the controller 23 to the W-phase AC value for the second coil 112 based on the measured U- and V-phase alternating current values for the same and the rotational position δ of the rotor 15 to calculate.
Das
Drei-Phasen-zu-zwei-Phasen-Wandlungsmodul 23b arbeitet,
um die Drei-Phasen-Stromwerte
für die
erste Spule 111 in eine D-Achsen-Komponente id1 und Q-Achsen-Stromkomponente
iq1 und die Drei-Phasen-Stromwerte für die zweite Spule 112 in
eine D-Achsen-Komponente id2 und Q-Achsen-Stromkomponente iq2 umzuwandeln.The three-phase to two-phase conversion module 23b works to the three-phase current values for the first coil 111 into a D-axis component id1 and Q-axis current component iq1 and the three-phase current values for the second coil 112 into a D-axis component id2 and Q-axis current component iq2.
Ein
Stromsteuermodul 23c der Steuerung 23 arbeitet,
um
die Anfrage-D-Achsen-Komponente id1* und -Q-Achsen-Komponente
iq1* für
die erste Spule 111 mit der gemessenen D-Achsen-Komponente
id1 und Q-Achsen-Stromkomponente
iq1 zu vergleichen;
basierend auf dem Vergleichsresultat für die erste Spule 111 eine
Rückkopplungssteuerung
und/oder eine Kombination einer Rückkopplungssteuerung und einer
Mitkopplungssteuerung durchzuführen;
die
Anfrage-D-Achsen-Komponente id2* und -Q-Achsen-Komponente iq2* für die zweite
Spule 112 mit der gemessenen D-Achsen-Komponente id2 und
Q-Achsen-Stromkomponente
iq2 zu vergleichen; und
basierend auf dem Vergleichsresultat
für die
zweite Spule 112 eine Rückkopplungssteuerung
und/oder eine Kombination einer Rückkopplungssteuerung und einer
Mitkopplungssteuerung durchzuführen.A power control module 23c the controller 23 works to
the request D-axis component id1 * and Q-axis component iq1 * for the first coil 111 to compare with the measured D-axis component id1 and Q-axis current component iq1;
based on the comparison result for the first coil 111 perform a feedback control and / or a combination of a feedback control and a feedforward control;
the request D-axis component id2 * and Q-axis component iq2 * for the second coil 112 to compare with the measured D-axis component id2 and Q-axis current component iq2; and
based on the comparison result for the second coil 112 perform a feedback control and / or a combination of a feedback control and a feedforward control.
Dies
macht es möglich,
Folgendes einzeln zu bestimmen:
Befehlsspannungswerte Vd1*
und Vq1* in der D-Achse und Q-Achse für die erste Spule 111,
die es ermöglichen,
dass die Anfrage-D-Achsen-Komponente id1* und Q-Achsenkomponente iq1* für die erste
Spule 111 an die gemessene D-Achsen-Komponente id1 und
Q-Achsen-Stromkomponente iq1 für dieselbe
angepasst sind; und
Befehlsspannungswerte Vd2* und Vq2* in
der D-Achse und Q-Achse für
die zweite Spule 112, die es ermöglichen, dass die Anfrage-D-Achsen-Komponente
id2* und Q-Achsen-Komponente iq2* für die zweite Spule 112 an
die gemessene D-Achsen-Komponente
id2 und Q-Achsen-Stromkomponente iq2 für dieselbe angepasst sind.This makes it possible to individually determine:
Command voltage values Vd1 * and Vq1 * in the D-axis and Q-axis for the first coil 111 that allow the request D-axis component id1 * and Q-axis component iq1 * for the first coil 111 are matched to the measured D-axis component id1 and Q-axis current component iq1 for the same; and
Command voltage values Vd2 * and Vq2 * in the D-axis and Q-axis for the second coil 112 that allow the request D-axis component id2 * and Q-axis component iq2 * for the second coil 112 are adapted to the measured D-axis component id2 and Q-axis current component iq2 for the same.
Ein
Zwei-Phasen-zu-drei-Phasen-Wandlungsmodul 23d der Steuerung 23 arbeitet,
um
die Befehlsspannungswerte Vd1* und Vq1* in der D-Achse und
Q-Achse für
die erste Spule 111 in Befehlsspannungswerte Vu1*, Vv1*
und Vw1* in den U-, V- und W-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 umzuwandeln;
die Befehlsspannungswerte
Vu1*, Vv1* und Vw1* der U-, V- und W-Phasen-Wicklung der ersten Spule 111 einem
PWM-Treiber 23e zuzuführen;
die
Befehlsspannungswerte Vd2* und Vq2* in der D-Achse und Q-Achse für die zweite
Spule 112 in Befehlsspannungswerte Vu2*, Vv2*, und Vw2*
in den U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 umzuwandeln;
und
die Befehlsspannungswerte Vu2*, Vv2* und Vw2* den U-, V-
und W-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 dem PWM-Treiber 23e zuzuführen.A two-phase to three-phase conversion module 23d the controller 23 works to
the command voltage values Vd1 * and Vq1 * in the D-axis and Q-axis for the first coil 111 in command voltage values Vu1 *, Vv1 * and Vw1 * in the U, V and W phase windings of the first coil 111 convert;
the command voltage values Vu1 *, Vv1 * and Vw1 * of the U, V and W phase winding of the first coil 111 a PWM driver 23e supply;
the command voltage values Vd2 * and Vq2 * in the D-axis and Q-axis for the second coil 112 in command voltage values Vu2 *, Vv2 *, and Vw2 * in the U, V, and W phase windings of the second coil 112 convert; and
the command voltage values Vu2 *, Vv2 * and Vw2 * are the U, V and W phase windings of the second coil 112 the PWM driver 23e supply.
Der
PWM-Treiber 23e der Steuerung 23 arbeitet, um
für jedes
der Oberseiten- und Unterseiten-Schaltelemente 30a und 30b des
ersten Inverters 21 basierend auf den Befehlsspannungswerten
Vu1*, Vv1* und Vw1* der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der ersten
Spule 111 ein PWM-Signal, das aus einem Zug von Pulsen
von Hoch- und Niederspannungspegeln zu vorbestimmten Zeitperioden
mit einem Arbeitszyklus in jeder Periode besteht, einzeln zu erzeugen;
und
für
jedes der Oberseiten- und Unterseiten-Schaltelemente 30a und 30b des
zweiten Inverters 22 basierend auf den Befehlsspannungswerten
Vu2*, Vv2* und Vw2* der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten
Spule 112 ein PWM-Signal, das aus einem Zug von Pulsen
von Hoch- und Niederspannungspegeln zu vorbestimmten Zeitperioden
mit einem Arbeitszyklus in jeder Periode besteht, einzeln zu erzeugen.The PWM driver 23e the controller 23 works to
for each of the top and bottom switching elements 30a and 30b of the first inverter 21 based on the command voltage values Vu1 *, Vv1 * and Vw1 * of the U, V and W phase windings of the first coil 111 individually generate a PWM signal consisting of a train of pulses of high and low voltage levels at predetermined time periods with one duty cycle in each period; and
for each of the top and bottom switching elements 30a and 30b of the second inverter 22 based on the command voltage values Vu2 *, Vv2 * and Vw2 * of the U, V and W phase windings of the second coil 112 to individually generate a PWM signal consisting of a train of pulses of high and low voltage levels at predetermined time periods with one duty cycle in each period.
Der
PWM-Treiber 23e legt das erzeugte PWM-Signal an den Steueranschluss
von jedem der Oberseiten- und Unterseiten-Schaltelemente 30a und 30b des
ersten Inverters 21 an. Ähnlich legt der PWM-Treiber 23e das
erzeugte PWM-Signal an den Steueran schluss von sowohl dem Oberseiten-
als auch Unterseiten-Schaltelement 30a und 30b des zweiten
Inverters 22 an.The PWM driver 23e applies the generated PWM signal to the control terminal of each of the top and bottom switching elements 30a and 30b of the first inverter 21 at. Similarly, the PWM driver sets 23e the generated PWM signal to the control terminal of both the top and bottom switching elements 30a and 30b of the second inverter 22 at.
Dies
ermöglicht
es, dass jedes der Schaltelemente 30a und 30b für sowohl
den ersten als auch den zweiten Inverter 21 und 22 basierend
auf dem entsprechenden Arbeitszyklus einzeln ein- und ausgeschaltet
wird. Dies macht es möglich,
die Gleichspannung, die von der Batterie 3 an sowohl den
ersten als auch den zweiten Inverter 21 und 22 angelegt ist,
einzeln in U-, V- und W-Phasen-Wechselspannungen umzuwandeln.This allows each of the switching elements 30a and 30b for both the first and the second inverter 21 and 22 is switched on and off individually based on the corresponding duty cycle. This makes it possible to get the DC voltage coming from the battery 3 to both the first and the second inverters 21 and 22 is designed to convert individually into U, V and W phase AC voltages.
Dies
resultiert darin, dass
die U-, V- und W-Phasen-Wechselspannungen
an die U-, V- bzw. W-Phasen-Wicklung
der ersten Spule 111 angelegt werden, so dass den U-, V-
bzw. W-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 U-, V- und W-Phasen-Wechselströme iu1*,
iv1* und iw1* zugeführt
werden; und
die U-, V- und W-Phasen-Wechselspannungen an die
U-, V- bzw. W-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 angelegt werden, so dass der U-,
V- bzw. W-Phasen-Wicklung
der zweiten Spule 112 U-, V- und W-Phasen-Wechselströme iu2*,
iv2* und iw2* zugeführt
werden.This results in that
the U, V and W phase AC voltages to the U, V and W phase winding of the first coil, respectively 111 be applied, so that the U, V or W-phase windings of the first coil 111 U, V and W phase AC currents iu1 *, iv1 * and iw1 * are supplied; and
the U, V and W phase AC voltages to the U, V and W phase windings of the second coil, respectively 112 be applied, so that the U, V or W-phase winding of the second coil 112 U, V and W phase AC currents iu2 *, iv2 * and iw2 * are supplied.
Es
sei bemerkt, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel Stromsensoren
vorgesehen sein können,
um momentane Wechselstromwerte einer und einer anderen Phasen-Wicklung der zweiten
Spule 112 zu messen. Dies ermöglicht der Motorsteuerung 23,
die U-, V- und W-Phasen-Wechselströme iu2*, iv2* und iw2* auf
dieselbe An und Weise wie die U-, V- und W-Phasen-Wechselströme iu1*,
iv1* und iw1* zu erhalten. Die Struktur der Motorsteuerung 23,
die in 4 dargestellt ist, kann die Stromsensoren zum Messen
von momentanen Wechselstromwerten von einer und einer anderen Phasen-Wicklung
der zweiten Spule 112 eliminieren.It should be noted that, in the first embodiment, current sensors may be provided to provide instantaneous alternating current values of one and another phase winding of the second coil 112 to eat. This allows the engine control 23 to obtain the U, V and W phase AC currents iu2 *, iv2 * and iw2 * in the same manner as the U, V and W phase AC currents iu1 *, iv1 * and iw1 *. The structure of the engine control 23 , in the 4 1, the current sensors may be used to measure instantaneous alternating current values of one and another phase winding of the second coil 112 eliminate.
Es
sei bemerkt, dass die Module 23a bis 23e der Motorsteuerung 23 als
Vorrichtungen mit einer fest verdrahteten Logik oder programmierte
Logikvorrichtungen, wie Mikrocomputer, entworfen sein können, oder
als eine Kombination von fest verdrahteten und programmierten Logikvorrichtungen
entworfen sein können.It should be noted that the modules 23a to 23e the engine control 23 may be designed as hardwired logic devices or programmed logic devices such as microcomputers, or may be designed as a combination of hardwired and programmed logic devices.
Genauer
gesagt, bei dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bestimmt die Motorsteuerung 23 Befehlsspannungswerte Vu1*,
Vv1* und Vw1* der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 und
Befehlsspannungswerte Vu2*, Vv2* und Vw2* der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 basierend auf dem gemessenen Drehwinkel δ des Rotors 15,
den gemessenen Drei-Phasen-Strömen,
den eingegebenen Drehmomentanfragedaten und den Betriebsbedingungen
der Maschine einschließlich
der U/min des Motor-Generators 1, während gleichzeitig eine Phasendifferenz Δθ zwischen
einer Phase β1
eines Anfragestatorstromvektors, der der Summe der momentanen U-,
V- und W-Phasen-Stromvektoren der ersten Spule 111 entspricht,
und einer Phase β2
eines Anfragestatorstromvektors, der der Summe der momentanen U-,
V- und W-Phasen-Stromvektoren der zweiten Spule 112 entspricht,
angepasst wird.More specifically, in the first embodiment of the present invention, the engine controller determines 23 Command voltage values Vu1 *, Vv1 * and Vw1 * of the U, V and W phase windings of the first coil 111 and command voltage values Vu2 *, Vv2 *, and Vw2 * of the U, V, and W phase windings of the second coil 112 based on the measured rotation angle δ of the rotor 15 , the measured three-phase currents, the input torque request data and the operating conditions of the machine including the rpm of the motor-generator 1 while simultaneously having a phase difference Δθ between a phase β1 of a request stator current vector, that of the sum of the instantaneous U, V and W phase current vectors of the first coil 111 and a phase β2 of a request stator current vector that is the sum of the instantaneous U, V, and W phase current vectors of the second coil 112 corresponds, is adjusted.
Dann
wandelt die Motorsteuerung 23 die Befehlsspannungswerte
Vu1*, Vv1* und Vw1* einzeln in PWM-Signale für die jeweiligen Oberseiten-
und Unterseiten-Schaltelemente 30a und 30b des
ersten Inverters 21 um und gibt dieselben dadurch einzeln
zu den Schaltelementen 30a und 30b des ersten
Inverters 21 aus.Then the engine control converts 23 the command voltage values Vu1 *, Vv1 * and Vw1 * are individually input into PWM signals for the respective upper and lower side switching elements 30a and 30b of the first inverter 21 thereby switching them one by one to the switching elements 30a and 30b of the first inverter 21 out.
Zusätzlich wandelt
die Motorsteuerung 23 die Befehlsspannungswerte Vu2*, Vv2*
und Vw2* einzeln in PWM-Signale für die jeweiligen Oberseiten-
und Unterseiten-Schaltelemente 30a und 30b des
zweiten Inverters 22 um, wodurch dieselben einzeln zu den
Schaltelementen 30a und 30b des zweiten Inverters 22 ausgegeben
werden.In addition, the engine control converts 23 the command voltage values Vu2 *, Vv2 * and Vw2 * individually in PWM signals for the respective upper and lower side switching elements 30a and 30b of the second inverter 22 thereby making them unique to the switching elements 30a and 30b of the second inverter 22 be issued.
Genauer
gesagt, 3B stellt eine D-Achsen-Komponente
id1* und Q-Achsen-Komponente iq1*,
die den U-, V- und W-Phasen-Wechselströmen iu1*, iv1* und iw1*, die
der U-, V- bzw. W-Phasen-Wicklung der ersten Spule 111 zuzuführen sind, entsprechen,
dar. Zusätzlich
stellt 3B eine D-Achsen-Komponente
id2* und Q-Achsen-Komponente
iq2*, die den U-, V- und W-Phasen-Wechselströmen iu2*, iv2* und iw2*, die
der U-, V- bzw. W-Phasen-Wicklung der zweiten Spule 112 zuzuführen sind,
entsprechen, dar.More precisely, 3B represents a D-axis component id1 * and Q-axis component iq1 * corresponding to the U, V, and W phase alternating currents iu1 *, iv1 *, and iw1 * of the U, V, and W, respectively Phase winding of the first coil 111 in addition to that 3B a D-axis component id2 * and Q-axis component iq2 *, which are the U, V and W phase alternating currents iu2 *, iv2 * and iw2 *, the U, V and W Phase winding of the second coil 112 be supplied, correspond, dar.
Wie
in 3B und 4 dargestellt ist, bestimmt
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
eine Phasendifferenz-Bestimmungseinheit (Anfragedrehmoment-Zuteilungseinheit) 23c1 die
Phasendifferenz Δθ zwischen
einer Phase β1
eines Anfragestatorstromvektors ia1*, der der Summe der momentanen U-,
V- und W-Phasen-Stromvektoren der ersten Spule 111 entspricht,
und einer Phase β2
eines Anfragestatorstromvektors ia2*, der der Summe der momentanen
U-, V- und W-Phasen-Stromvektoren der zweiten Spule 112 entspricht.As in 3B and 4 in the first embodiment, a phase difference determination unit (request torque allocation unit) determines 23c1 the phase difference Δθ between a phase β1 of a request stator current vector ia1 *, that of the sum of the instantaneous U, V and W phase current vectors of the first coil 111 and a phase β2 of a request stator current vector ia2 * which is the sum of the instantaneous U, V and W phase current vectors of the second coil 112 equivalent.
Die
Bestimmung ermöglicht
es, dass ein erstes Drehmoment des Statorstromvektors ia1* basierend
auf der D-Achsen-Komponente id1* und Q-Achsen-Komponente iq1* und
ein zweites Drehmoment des Statorstromvektors ia2* basierend auf
der D-Achsen-Komponente
id2* und Q-Achsen-Komponente iq2* einzeln gesteuert werden.The
Determination possible
it is that a first torque of the stator current vector ia1 * based
on the D-axis component id1 * and Q-axis component iq1 * and
a second torque of the stator current vector ia2 * based on
the D-axis component
id2 * and Q-axis component iq2 * individually controlled.
Mit
anderen Worten, wie in 3B und 4 dargestellt
ist, die Phasendifferenz-Bestimmungseinheit 23c1 ermöglicht,
dass ein Anfragedrehmoment, das einem Anfragestatorstromvektor ia*
entspricht, gewünscht
sowohl der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
als auch der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
zugeteilt wird.In other words, as in 3B and 4 is shown, the phase difference determining unit 23c1 allows a request torque corresponding to a request stator current vector ia * to be desired both of the first coil 111 of three-phase windings as well as the second coil 112 is allocated by three-phase windings.
D.
h., wie in 3B dargestellt ist, ist es möglich, einen
ersten Drehmomentvektor basierend auf einem ersten Statorstromvektor
ia1*, der aus der D-Achsen-Komponente id1* und Q-Achsen-Komponente
iq1* (der Phase β1)
besteht, und einen zweiten Drehmomentvektor basierend auf einem
zweiten Statorstromvektor ia2*, der aus der D-Achsen-Komponente id2* und Q-Achsen-Komponente
iq2* (der Phase β2)
besteht, einzeln zu erzeugen, wodurch ein resultierender Drehmomentvektor
basierend auf dem ersten Drehmomentvektor und dem zweiten Drehmomentvektor
erzeugt wird; dieser resultierende Drehmomentvektor ist zu dem Anfragedrehmomentvektor äquivalent.That is, as in 3B is illustrated, it is possible to have a first torque vector based on a first stator current vector ia1 * consisting of the D-axis component id1 * and Q-axis component iq1 * (the phase β1) and a second torque vector based on a generating second stator current vector ia2 * consisting of the D-axis component id2 * and Q-axis component iq2 * (the phase β2) individually, thereby producing a resultant torque vector based on the first torque vector and the second torque vector; this resultant torque vector is equivalent to the request torque vector.
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
lässt daher
eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* basierend auf der D-Achsen-Komponente
id1* und Q-Achsen-Komponente iq1* und dem zweiten Statorstromvektor
ia2* basierend auf der D-Achsen-Komponente id2* und Q-Achsen-Komponente
iq2* eine Anpassung der Größe des resultierenden
Drehmoments, das zu dem Anfragedrehmoment äquivalent ist, zu.at
the first embodiment
lets therefore
a control of the phase difference Δθ between the first stator current vector
ia1 * based on the D-axis component
id1 * and Q-axis component iq1 * and the second stator current vector
ia2 * based on the D-axis component id2 * and Q-axis component
iq2 * an adjustment of the size of the resulting
Torque that is equivalent to the request torque to.
Wenn
beispielsweise bei einem Starten oder während eines Steigens das Anfragedrehmoment
bei einer niedrigen Maschinendrehzahl hoch ist, arbeitet die Phasendifferenz-Bestimmungseinheit 23c1 der Motorsteuerung 23,
um
die Phase β1
des ersten Statorstromvektors ia1* auf einen vorbestimmten elektrischen
Winkel einzustellen;
die Phase β2 des ersten Statorstromvektors
ia2* auf einen vorbestimmten elektrischen Winkel einzustellen; und
die
Phasendifferenz Δθ zwischen
den Phasen β1
und β2 anzupassen,
so dass der erste Statorstromvektor ia1* hinsichtlich der Phase
um π/6 von
dem ersten Statorstromvektor ia2* voreilt; dieses π/6 ist an
die spezielle Phasenvoreilung π/6
der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen von der
zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen angepasst.For example, at a start or during a climb, when the request torque is high at a low engine speed, the phase difference determining unit operates 23c1 the engine control 23 , around
to set the phase β1 of the first stator current vector ia1 * to a predetermined electrical angle;
to set the phase β2 of the first stator current vector ia2 * to a predetermined electrical angle; and
to adjust the phase difference Δθ between the phases β1 and β2 so that the first stator current vector ia1 * is advanced in phase by π / 6 from the first stator current vector ia2 *; this π / 6 is due to the particular phase advance π / 6 of the first coil 111 of three-phase windings from the second coil 112 adjusted by three-phase windings.
Dies
ermöglicht
es dem resultierenden Drehmoment, den maximalen Wert desselben zu
erreichen, insofern, als Stromwerte, die durch die erste und die
zweite Spule 111 und 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
fließen,
innerhalb eines vorbestimmten möglichen
Werts begrenzt sind. Es sei bemerkt, dass eine spezielle Phasen-Verschiebung
zwischen der ersten und der zweiten Spule 111 und 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
auf einen anderen elektrischen Winkel eingestellt sein kann.This allows the resultant torque to reach the maximum value thereof insofar as current values passing through the first and second coils 111 and 112 of three-phase windings are limited within a predetermined possible value. It should be noted that a special phase shift between the first and the second coil 111 and 112 of three-phase windings can be set to a different electrical angle.
5 stellt
beispielsweise eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie C1 des Motor-Generators 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
dar. In 5 ist beispielsweise der Wert
des resultierenden Drehmoments 50 (Nm) maximal, wenn die Ausgangsspannung
der Batterie 3 auf 27V (effektiv) eingestellt ist. 5 represents, for example, a speed-torque curve C1 of the motor-generator 1 according to the first embodiment. In 5 For example, the value of the resulting torque 50 (Nm) is maximum when the output voltage of the battery 3 set to 27V (effective).
Wie
in 5 dargestellt ist, verringert sich die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
C1 mit einer Erhöhung
der Maschinendrehzahl (der Zahl N von Umdrehungen des Motor-Generators 1).
Dies liegt daran, dass eine elektromagnetische Gegenkraft, die in den
Drei-Phasen-Wicklungen induziert wird, proportional zu der Zahl
N von Umdrehungen des Motor-Generators 1 ist.As in 5 is shown, the speed-torque characteristic C1 decreases with an increase in the engine speed (the number N of revolutions of the motor-generator 1 ). This is because an electromagnetic counterforce induced in the three-phase windings is proportional to the number N of revolutions of the motor generator 1 is.
Aus
diesem Grund ermöglicht
eine Verringerung der Größe der elektromagnetischen
Gegenkraft, dass sich das Drehmoment bei einer vorbestimmten Zahl
von Umdrehungen des Motor-Generators 1 erhöht.For this reason, reducing the magnitude of the electromagnetic counterforce allows the torque to be increased at a predetermined number of revolutions of the motor-generator 1 elevated.
Andererseits
ist die elektromagnetische Gegenkraft proportional zu einer Größe eines
ersten magnetischen Flusses, der basierend auf den U-, V- und W-Phasen-Wechselströmen der
ersten Spule 111 der Drei-Phasen-Wicklungen erzeugt wird.
Zusätzlich
ist das Drehmoment, das durch den Motor-Generator 1 entwickelt
wird, proportional zu der Größe des ersten
magnetischen Flusses, und das Drehmoment ist ferner proportional
zu dem Quadrat der Größe des Statorstroms.On the other hand, the electromagnetic counterforce is proportional to a magnitude of a first magnetic flux based on the U, V, and W phase alternating currents of the first coil 111 the three-phase windings is generated. In addition, the torque generated by the motor generator 1 is proportional to the magnitude of the first magnetic flux, and the torque is further proportional to the square of the magnitude of the stator current.
Daher
ist es, selbst wenn die Größe des ersten
magnetischen Flusses reduziert ist, möglich, das Drehmoment beizubehalten,
da das Drehmoment proportional zu dem Quadrat der Größe des Statorstroms
ist.Therefore
it is, even if the size of the first
magnetic flux is reduced, possible to maintain the torque,
since the torque is proportional to the square of the size of the stator current
is.
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
bewirkt daher eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ, dass der
zweite magnetische Fluss, der basierend auf den U-, V- und W-Phasen-Wechselströmen der
zweiten Spule 112 der Drei-Phasen-Wicklungen erzeugt wird, hinsichtlich
der Phase von dem ersten magnetischen Fluss, der basierend auf den
U-, V-und W-Phasen-Wechselströmen der
ersten Spule 111 der Drei-Phasen-Wicklungen erzeugt wird,
invertiert ist. Dies ermöglicht
es, dass der erste magnetische Fluss und der zweite magnetische
Fluss einander aufheben, was es möglich macht, das Drehmoment (das resultierende
Drehmoment), das durch den Motor-Generator 1 bei einer
vorbestimmten Maschinendrehzahl N entwickelt wird, zu erhöhen.In the first embodiment, therefore, control of the phase difference Δθ causes the second magnetic flux based on the U, V, and W phase alternating currents of the second coil 112 of the three-phase windings, with respect to the phase of the first magnetic flux, based on the U, V and W phase alternating currents of the first coil 111 the three-phase windings is generated is inverted. This allows the first magnetic flux and the second magnetic flux to cancel each other, making it possible to control the torque (the resulting torque) generated by the motor generator 1 at a predetermined engine speed N is developed to increase.
Beispielsweise,
wie in 5 dargestellt ist, ermöglicht bei der Maschinendrehzahl
N von 6000 (U/min) das Aufheben des magnetischen Flusses, das im
Vorhergehenden dargelegt ist, dass sich eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
von der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie C1 zu einer Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
C2 erhöht.
Dies macht es möglich,
das Drehmoment, das durch den Motor-Generator 1 bei der
Maschinendrehzahl N von 6000 (U/min) entwickelt wird, im Wesentlichen
von dem vorhergehenden Wert T1 zu einem neuen Wert T2, der im Wesentlichen
das Doppelte des vorhergehenden Werts T1 ist, zu maximieren, und
daher die Ausgabe des Motor-Generators 1 bei der Maschinendrehzahl
N von 6000 (U/min) zu maximieren.For example, as in 5 is shown, at the engine speed N of 6000 (rpm), the cancellation of the magnetic flux set forth above allows a speed-torque characteristic to change from the speed-torque curve C1 to a speed-torque curve C2 increased. This makes it possible for the torque generated by the motor generator 1 is developed at the engine speed N of 6000 (rpm) to substantially maximize from the previous value T1 to a new value T2 which is substantially twice the previous value T1, and therefore the output of the motor generator 1 at the engine speed N of 6000 (rpm) to maximize.
Genauer
gesagt, bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Motorsteuerung 23 wirksam, um die Phasendifferenz Δθ basierend
auf einem eingegebenen Anfragedrehmoment und/oder eingegebenen U/min
des Motor-Generators 1 zu steuern, um einen Teil des Anfragedrehmoments
der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen zuzuteilen
und den verbleibenden Teil desselben der zweiten Spule 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen
bei einer gewünschten Rate
gemäß vielen
Zwecken zuzuteilen.More specifically, in the first embodiment, the engine controller 23 effectively, the phase difference Δθ based on an input request torque and / or input rpm of the motor-generator 1 to control a portion of the request torque of the first coil 111 of three-phase windings and the remaining part of the same of the second coil 112 of three-phase windings at a desired rate according to many purposes.
Beispielsweise
kann die Motorsteuerung 23 in einem vorbestimmten ersten
Modus in Betrieb sein, um die Phasendifferenz Δθ basierend auf den Anfragedrehmomentdaten
zu steuern, um zu bewirken, dass die erste Spule 111 von
Drei-Phasen-Wicklungen ein positives Drehmoment (Motordrehmoment)
erzeugt und die zweite Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
ein negatives Drehmoment (regeneratives Drehmoment) erzeugt.For example, the engine control 23 in a predetermined first mode to control the phase difference Δθ based on the request torque data to cause the first coil 111 of three-phase windings generates a positive torque (motor torque) and the second coil 112 of three-phase windings generates a negative torque (regenerative torque).
Außerdem kann
die Motorsteuerung 23 in einem vorbestimmten zweiten Betriebsmodus
in Betrieb sein, um die Phasendifferenz Δθ basierend auf den Anfragedrehmomentdaten
zu steuern, um der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
bei der höchsten
Effizienz des Motor-Generators 1 Drei-Phasen-Ströme zuzuführen, und um
der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen Drei-Phasen-Ströme zuzuführen und
dadurch das maximale Drehmoment zu erzeugen.In addition, the engine control 23 in a predetermined second operation mode to control the phase difference Δθ based on the request torque data to the first coil 111 of three-phase windings at the highest efficiency of the motor-generator 1 Feed three-phase currents, and the second coil 112 of three-phase windings supply three-phase currents, thereby generating the maximum torque.
Ferner
kann die Motorsteuerung 23 in einem vorbestimmten dritten
Modus in Betrieb sein, um die Phasendifferenz Δθ basierend auf den Anfragedrehmomentdaten
zu steuern, um der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
des Motor-Generators 1 eine D-Achsen-Stromkomponente (Erregungsstromkomponente)
zuzuführen,
und um der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
eine Q-Achsen-Stromkomponente (Drehmoment-Stromkomponente) zuzuführen, wodurch
ein gegebenes Drehmoment erzeugt wird. In diesem Fall ist es leicht,
die D-Achsen-Stromkomponente und Q-Achsen-Stromkomponente zu steuern.Furthermore, the engine control 23 in a predetermined third mode to control the phase difference Δθ based on the request torque data to the first coil 111 of three-phase windings of the motor-generator 1 to supply a D-axis current component (excitation current component) and the second coil 112 of three-phase windings to supply a Q-axis current component (torque-current component), whereby a given torque is generated. In this case, it is easy to use the D-axis current component and Q-axis current control component.
6 stellt
eine Änderungskurve
eines resultierenden Stroms schematisch dar, wenn die Phasendifferenz Δθ geändert wird,
wobei das resultierende Drehmoment, das durch den Motor-Generator 1 erhalten
wird, auf T0 gehalten ist. Genauer gesagt, wie in 6 dargestellt
ist, wenn die Phasenvoreilung des ersten Statorvektors ia1* von
dem ersten Statorvektor ia2* im Wesentlichen auf einen elektrischen
Winkel von Δθ1 eingestellt
ist, kann dieser elektrische Winkel von Δθ1 beispielsweise basierend auf
der speziellen Phasenvoreilung π/6
der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen von der zweiten
Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen und der Größe der elektromagnetischen
Gegenkraft, die in den Drei-Phasen-Wicklungen induziert wird, bestimmt
werden. Die Bestimmung des elektrischen Winkels von Δθ1 macht
es möglich,
den resultierenden Statorstrom ia* wesentlich zu maximieren, wobei das
resultierende Drehmoment, das durch den Motor-Generator 1 erhalten
wird, auf T0 gehalten wird. 6 schematically illustrates a change curve of a resultant current when the phase difference Δθ is changed, with the resultant torque generated by the motor generator 1 is maintained at T0. More specifically, as in 6 is shown, when the phase advance of the first stator vector ia1 * from the first stator vector ia2 * is set substantially at an electrical angle of Δθ1, this electrical angle of Δθ1 may be based on the specific phase advance π / 6 of the first coil, for example 111 of three-phase windings from the second coil 112 of three-phase windings and the magnitude of the electromagnetic counterforce induced in the three-phase windings. The determination of the electrical angle of Δθ1 makes it possible to substantially maximize the resulting stator current ia *, with the resulting torque generated by the motor generator 1 is maintained at T0.
7 stellt
eine Änderungskurve
einer elektromagnetischen Gegenkraft schematisch dar, wenn die Phasendifferenz Δθ geändert wird,
wobei die Zahl von Umdrehungen des Motor-Generators 1 auf
N0 gehalten wird. Genauer gesagt, wie in 7 dargestellt
ist, wenn die Phasen-Verzögerung
des zweiten Statorvektors ia2* von dem ersten Statorvektor ia1* im
Wesentlichen auf einen elektrischen Winkel von Δθ2 eingestellt ist, kann dieser
elektrische Winkel von Δθ2 beispielsweise
basierend auf der speziellen Phasenvoreilung π/6 der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
von der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen und
der Größe der elektromagnetischen
Gegenkraft, die in den Drei-Phasen-Wicklungen induziert wird, bestimmt werden.
Die Bestimmung des elektrischen Winkels von Δθ2 macht es möglich, die
elektromagnetische Gegenkraft im Wesentlichen zu minimieren, wobei die
Zahl von Umdrehungen des Motor-Generators 1 auf N0 gehalten
wird. 7 schematically illustrates a change curve of an electromagnetic counterforce when the phase difference Δθ is changed, wherein the number of revolutions of the motor generator 1 kept at N0. More specifically, as in 7 is illustrated, if the phase delay of the second stator vector ia2 * from the first stator vector ia1 * is set substantially at an electrical angle of Δθ2, this electrical angle of Δθ2 may be based on the specific phase advance π / 6 of the first coil, for example 111 of three-phase windings from the second coil 112 of three-phase windings and the magnitude of the electromagnetic counterforce induced in the three-phase windings. The determination of the electrical angle of Δθ2 makes it possible to substantially minimize the electromagnetic drag, with the number of revolutions of the motor-generator 1 kept at N0.
8 stellt
eine Änderungskurve
einer Drehmomentwelligkeit, wenn die Phasendifferenz Δθ geändert wird,
schematisch dar. Genauer gesagt, wie in 8 dargestellt
ist, wenn eine Phasenvoreilung Δθ des ersten
Statorvektors ia1* von dem zweiten Statorvektor ia2* im Wesentlichen
mit der speziellen Phasenvoreilung π/6 der ersten Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
von der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen übereinstimmt,
ist es möglich,
die Drehmomentwelligkeit wesentlich zu minimieren. 8th 13 schematically illustrates a variation curve of a torque ripple when the phase difference Δθ is changed. Specifically, as in FIG 8th is shown when a phase advance Δθ of the first stator vector ia1 * from the second stator vector ia2 * substantially with the special phase advance π / 6 of the first coil 111 of three-phase windings from the second coil 112 of three-phase windings, it is possible to substantially minimize the torque ripple.
Datenelemente,
die die Kurven darstellen, die von der Änderung hinsichtlich der Stromphasendifferenz Δθ abhängen und
die in 6 bis 8 dargestellt sind, können in
der Motorsteuerung 1 gespeichert worden sein. Dies ermöglicht es
der Motorsteuerung 1, die Dateneinheiten zu verwenden,
wodurch die Phasendifferenz Δθ basierend
auf den Datenelementen, die die Kurven darstellen, die von der Änderung
hinsichtlich der Stromphasendifferenz Δθ abhängen, angepasst werden.Data elements representing the curves that depend on the change in the current phase difference Δθ and those in 6 to 8th can be shown in the engine control 1 saved. This allows the engine control 1 to use the data units, whereby the phase difference Δθ are adjusted based on the data elements representing the curves that depend on the change in the current phase difference Δθ.
Wie
im Vorhergehenden beschrieben ist, ermöglicht bei dem ersten Ausführungsbeispiel
eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* und dem zweiten Statorstromvektor ia2*, dass ein erster Drehmomentvektor
basierend auf dem ersten Statorstromvektor ia1* und der zweite Drehmomentvektor
basierend auf dem zweiten Statorstromvektor ia2* einzeln angepasst
werden.As
As described above, in the first embodiment
a control of the phase difference Δθ between the first stator current vector
ia1 * and the second stator current vector ia2 * that a first torque vector
based on the first stator current vector ia1 * and the second torque vector
adjusted individually based on the second stator current vector ia2 *
become.
Genauer
gesagt, eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* und dem zweiten Statorstromvektor ia2* ist äquivalent zu einer Steuerung
einer Phasendifferenz zwischen dem resultierenden Statorstromvektor ia*
und dem Rotor 15 (Q-Achse). Von diesem Standpunkt kann,
verglichen mit der Steuerung der Phasendifferenz zwischen dem resultierenden
Statorstromvektor ia* und dem Rotor 15, die Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen
dem ersten und dem zweiten Statorstromvektor ia1* und ia2* den ersten und
den zweiten Statorstromvektor ia1* und ia2*, deren Größen größer als
die Größe des resultierenden Statorstromvektors
ia* sind, verwenden. Dies macht es möglich,
die Steuerung der
Phasendifferenz Δθ zwischen
dem ersten und dem zweiten Statorstromvektor ia1* und ia2* leichter
als die Steuerung der Phasendifferenz zwischen dem resultierenden
Statorstromvektor ia* und dem Rotor 15 auszuführen; und
die
Größe des ersten
und des zweiten Inverters 21 und 22 mehr als eine
Größe von Invertern,
die den resultierenden Statorstromvektor ia* handhaben, zu reduzieren.More specifically, control of the phase difference Δθ between the first stator current vector ia1 * and the second stator current vector ia2 * is equivalent to controlling a phase difference between the resulting stator current vector ia * and the rotor 15 (Q-axis). From this point of view, as compared with the control of the phase difference between the resulting stator current vector ia * and the rotor 15 in that the control of the phase difference Δθ between the first and second stator current vectors ia1 * and ia2 * uses the first and second stator current vectors ia1 * and ia2 * whose magnitudes are greater than the magnitude of the resulting stator current vector ia *. This makes it possible
the control of the phase difference Δθ between the first and second stator current vectors ia1 * and ia2 * easier than the control of the phase difference between the resulting stator current vector ia * and the rotor 15 run; and
the size of the first and second inverters 21 and 22 to reduce more than one size of inverters handling the resulting stator current vector ia *.
Zusätzlich können bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
die Module der Steuerung 23 zwischen der einzelnen Steuerung
des ersten Statorstromvektors ia1* und derselben des zweiten Statorstromvektors
ia2* gemeinsam verwendet sein.In addition, in the first embodiment, the modules of the controller 23 between the single control of the first stator current vector ia1 * and the same of the second stator current vector ia2 *.
Was
die Wicklungsanordnung bei dem Stator 16 betrifft, können die
erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen und die zweite
Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen jeweils in unterschiedlichen Schlitzen
des Statorkerns 101 angeordnet sein. Dies ermöglicht,
dass eine elektrische Isolierung zwischen der ersten und der zweiten
Spule 111 und 112 verbessert ist und Wicklungsarbeiten
für die
Drei-Phasen-Wicklungen von sowohl der ersten als auch der zweiten
Spule 111 und 112 vereinfacht sind.What the winding arrangement in the stator 16 concerns, the first coil 111 of three-phase windings and the second coil 112 of three-phase windings each in different slots of the stator core 101 be arranged. This allows for electrical isolation between the first and second coils 111 and 112 is improved and winding work for the three-phase windings of both the first and the second coil 111 and 112 are simplified.
Zusätzlich kann
bei der Wicklungsanordnung bei dem Stator 16 die erste
Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen hinsichtlich der Phase
um einen elektrischen Winkel von π/6
rad von der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
verschoben sein. Daher ermöglicht,
wie in 8 dargestellt ist, eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem
ersten Statorstromvektor ia1* und dem zweiten Statorstromvektor
ia2*, die auf einen elektrischen Winkel von π/6 rad einzustellen ist, dass
Drehmomentwelligkeiten, die in der ersten bzw. der zweiten Spule 111 und 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen bewirkt werden, wirksam aufgehoben werden.In addition, in the winding arrangement at the stator 16 the first coil 111 of three-phase windings in phase by an electrical angle of π / 6 rad from the second coil 112 be shifted by three-phase windings. Therefore, as in 8th A control of the phase difference Δθ between the first stator current vector ia1 * and the second stator current vector ia2 *, which is set to an electrical angle of π / 6 rad, that torque ripples in the first and the second coil 111 and 112 caused by three-phase windings are effectively canceled.
Es
sei bemerkt, dass 2 den Motor-Generator 1 darstellt,
dessen Statorkern 101 zwölf Schlitze S1 bis S12 hat,
was einem Paar von Einzelpolen des Rotors 15, die in einer
radialen Richtung mit einer Feldpolteilung eines elektrischen Winkels
von π angeordnet
sind, entspricht. Daher kann eine Erhöhung der Zahl N (N ist eine
ganze Zahl gleich oder größer als
2) von Polpaaren des Rotors 15 die Zahl von Schlitzen in
dem Statorkern 101 N mal erhöhen.It should be noted that 2 the motor generator 1 represents its stator core 101 twelve slots S1 to S12 has what a pair of individual poles of the rotor 15 which are arranged in a radial direction with a field pole pitch of an electrical angle of π corresponds. Therefore, an increase in the number N (N is an integer equal to or greater than 2) of pole pairs of the rotor 15 the number of slots in the stator core 101 N times increase.
Es
ist bevorzugt, dass, wenn die Zahl von Phasen von sowohl der ersten
als auch der zweiten Spule 111 und 112 auf n eingestellt
ist (n ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2), der Statorkern 16S Schlitze
(S ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2) pro einem elektrischen
Winkel von π/n
hat. Dies ermöglicht
es, dass die erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen
und die zweite Spule 112 derselben entfernt voneinander
angeordnet sind, was es möglich
macht, eine elektrische Isolierung zwischen der ersten und der zweiten
Spule 111 und 112 zu verbessern und Wicklungsarbeiten
für die Drei-Phasen-Wicklungen
von sowohl der ersten als auch der zweiten Spule 111 und 112 zu
vereinfachen.It is preferable that when the number of phases of both the first and second coils 111 and 112 is set to n (n is an integer equal to or greater than 2), the stator core 16S Slots (S is an integer equal to or greater than 2) per an electrical angle of π / n has. This allows the first coil 111 of three-phase windings and the second coil 112 are disposed away from each other, which makes it possible, an electrical insulation between the first and the second coil 111 and 112 to improve and winding work for the three-phase windings of both the first and the second coil 111 and 112 to simplify.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSECOND EMBODIMENT
Im
Folgenden ist ein Motor-Generator-System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.in the
The following is a motor-generator system according to a second embodiment
of the present invention.
9 ist
eine schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators 1A eines
Motor-Generator-Systems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht.
Gleiche Bezugszeichen sind daher gleichen Teilen in den Motor-Generator-Systemen gemäß dem ersten
und dem zweiten Ausführungsbeispiel
zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der gleichen Teile weggelassen. 9 is a schematic side cross-sectional view of a motor-generator 1A of a motor-generator system according to a second embodiment of the present invention, the 2 equivalent. The same reference numerals are therefore assigned to like parts in the motor-generator systems according to the first and second embodiments, and therefore descriptions of the same parts are omitted.
Wie
in 9 dargestellt ist, liegt ein Hauptunterscheidungspunkt
zwischen der Struktur des Motor-Generators 1A gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
und derselben des Motor-Generators 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
darin, dass die Zahl von Wicklungen der zweiten Spule 112,
die in jedem der Schlitze S2, S4, S6, S8, S10 und S12 eingebracht
sind, auf 4 eingestellt ist.As in 9 is shown, there is a main distinction between the structure of the motor-generator 1A according to the second embodiment and the same of the motor-generator 1 according to the first embodiment, in that the number of windings of the second coil 112 set in each of the slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12 is set at 4.
Es
ist bevorzugt, dass jede der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten
Spule 112 eine Fläche
in dem seitlichen Querschnitt derselben orthogonal zu der axialen
(Längs-)Richtung
derselben hat; diese Fläche
ist eine Hälfte
einer Fläche
von jeder der Drei-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 in dem
seitlichen Querschnitt derselben orthogonal zu der axialen (Längs-)Richtung
derselben.It is preferable that each of the three-phase windings of the second coil 112 an area in the lateral cross section thereof orthogonal to the axial (longitudinal) direction thereof; this area is one-half of an area of each of the three-phase windings of the first coil 111 in the lateral cross section thereof orthogonal to the axial (longitudinal) direction thereof.
Bei
der Wicklungsanordnung bei dem Stator 16 des Motor-Generators 1A kann
die erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen hinsichtlich
der Phase um einen elektrischen Winkel von π/6 rad von der zweiten Spule 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen verschoben sein. Zusätzlich zu den Wirkungen, die durch
das erste Ausführungsbeispiel
erhalten werden, ermöglicht
es daher eine Steuerung der Phasendifferenz ΔΘ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* und dem zweiten Statorstromvektor ia2*, die auf einen elektrischen
Winkel von π/6
rad einzustellen ist, dass Drehmomentwelligkeiten, die in der ersten
bzw. der zweiten Spule 111 und 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
bewirkt werden, wirksam aufgehoben werden.In the winding arrangement in the stator 16 of the motor generator 1A can be the first coil 111 of three-phase windings in phase by an electrical angle of π / 6 rad from the second coil 112 be shifted by three-phase windings. In addition to the effects obtained by the first embodiment, therefore, controlling the phase difference ΔΘ between the first stator current vector ia1 * and the second stator current vector ia2 * to be set to an electrical angle of π / 6 radians enables torque ripples, in the first and the second coil 111 and 112 caused by three-phase windings are effectively canceled.
Genauer
gesagt, bei der Wicklungsanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich die Zahl von Windungen von jeder der Drei-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 von derselben von Windungen von jeder
der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112. Dies
kann ohne Weiteres eine Spannung, die durch entweder die erste oder
die zweite Spule 111 und 112 erzeugt wird, gegenüber derselben,
die durch die andere derselben erzeugt wird, ändern.More specifically, in the winding arrangement of the second embodiment, the number of turns differs from each of the three-phase windings of the first coil 111 from the same of turns of each of the three-phase windings of the second coil 112 , This can easily provide a voltage through either the first or the second coil 111 and 112 is generated opposite to that produced by the other of them.
Zusätzlich ist
es, wenn sich die seitliche Querschnittsfläche von jeder der Drei-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 von derselben einer entsprechenden
der Drei-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 unterscheidet,
möglich,
eine Induktivität
von einer der ersten Spule 111 gegenüber derselben der anderen derselben
ohne Weiteres zu ändern.In addition, it is when the lateral cross-sectional area of each of the three-phase windings of the second coil 112 from the same one of the three-phase windings of the first coil 111 differentiates, possibly, an inductance of one of the first coil 111 to change the same with the other of them without further ado.
DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELTHIRD EMBODIMENT
Im
Folgenden ist ein Motor-Generator-System gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.in the
The following is a motor-generator system according to a third embodiment
of the present invention.
10 ist
eine schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators 1B eines
Motor-Generator-Systems gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht.
Gleiche Bezugszeichen sind daher gleichen Teilen in den Motor-Generator-Systemen
gemäß dem zweiten
und dem dritten Ausführungsbeispiel
zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der gleichen Teile weggelassen. 10 is a schematic side cross-sectional view of a motor-generator 1B of a motor-generator system according to a third embodiment of the present invention, the 2 equivalent. The same reference numerals are therefore identical parts in the motor-generator systems ge according to the second and third embodiments, and therefore descriptions of the same parts are omitted.
Wie
in 10 dargestellt ist, hat bei dem Motor-Generator 1B gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
jeder der Schlitze S1A, S3A, S5A, S7A, S9A und S11A, die den Schlitzen
S1, S3, S5, S7, S9 und S11 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen,
eine Form in dem seitlichen Querschnitt desselben orthogonal zu
der axialen Richtung des Rotors 15. Die Form in dem seitlichen
Querschnitt von jedem der Schlitze S1A, S3A, S5A, S7A, S9A und S11A
unterscheidet sich von einer Form von jedem der verbleibenden Schlitze
S2, S4, S6, S8, S10 und S12 in dem seitlichen Querschnitt desselben
orthogonal zu der axialen Richtung des Rotors 15.As in 10 is shown in the motor generator 1B According to the third embodiment, each of the slots S1A, S3A, S5A, S7A, S9A and S11A corresponding to the slots S1, S3, S5, S7, S9 and S11 in the second embodiment has a shape in the lateral cross section thereof orthogonal to the axial one Direction of the rotor 15 , The shape in the lateral cross section of each of the slots S1A, S3A, S5A, S7A, S9A and S11A is different from a shape of each of the remaining slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12 in the lateral cross section thereof orthogonal to the one axial direction of the rotor 15 ,
Genauer
gesagt, jeder der Schlitze S1A, S2, S3A, S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A,
S10, S11A und S12 hat eine im Wesentlichen rechtwinklige Form in
dem seitlichen Querschnitt desselben. Die Schlitze S1A, S2, S3A,
S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A, S10, S11A und S12 sind in dem Statorkern 101A derart
gebildet, dass gegenüberliegende
Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Formen derselben im Wesentlichen in der
Umfangsrichtung des Statorkerns 101A angeordnet sind.More specifically, each of the slots S1A, S2, S3A, S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A, S10, S11A and S12 has a substantially rectangular shape in the lateral cross section thereof. The slots S1A, S2, S3A, S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A, S10, S11A and S12 are in the stator core 101A is formed such that opposite longitudinal walls LW1 and LW2 of the rectangular shapes thereof are formed substantially in the circumferential direction of the stator core 101A are arranged.
Eine
LW1 der gegenüberliegenden
Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Form von jedem der Schlitze S1A, S2,
S3A, S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A, S10, S11A und S12, die dem Rotor 15 gegenüberliegt,
ist von beiden Enden hin zu der Mitte verjüngt.An LW1 of the opposing longitudinal walls LW1 and LW2 of the rectangular shape of each of the slots S1A, S2, S3A, S4, S5A, S6, S7A, S8, S9A, S10, S11A, and S12 facing the rotor 15 is opposite, is tapered from both ends to the middle.
Die
Längen
der gegenüberliegenden
Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Form von jedem der Schlitze S1A, S3A,
S5A, S7A, S9A und S11A sind eingestellt, um umfangsmäßig länger als dieselben
der gegenüberliegenden
Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Form von jedem der Schlitze S2, S4, S6,
S8, S10 und S12 zu sein. Dies macht es möglich, eine seitliche Querschnittsfläche von
jedem der Schlitze S1A, S3A, S5A, S7A, S9A und S11A mehr als eine
seitliche Querschnittsfläche von
jedem der Schlitze S2, S4, S6, S8, S10 und S12 zu erhöhen.The
lengths
the opposite
Longitudinal walls LW1
and LW2 of the rectangular shape of each of the slots S1A, S3A,
S5A, S7A, S9A and S11A are set to be circumferentially longer than the same
the opposite
Longitudinal walls LW1
and LW2 of the rectangular shape of each of the slots S2, S4, S6,
To be S8, S10 and S12. This makes it possible to have a lateral cross-sectional area of
each of the slots S1A, S3A, S5A, S7A, S9A, and S11A has more than one
lateral cross-sectional area of
each of the slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12 to increase.
Die
Struktur des Motor-Generators 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
kann dieselben Wirkungen, die durch die Struktur des Motor-Generators 1A gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
erhalten werden, erhalten.The structure of the motor-generator 1B According to the third embodiment, the same effects caused by the structure of the motor-generator 1A obtained according to the second embodiment.
Es
sei bemerkt, dass bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Längen der
gegenüberliegenden Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Form von jedem der Schlitze S1A, S3A,
S5A, S7A, S9A und S11A eingestellt sein können. um umfangsmäßig kürzer als
dieselben der gegenüberliegenden
Längswände LW1
und LW2 der rechtwinkligen Form von jedem der Schlitze S2, S4, S6,
S8, S10 und S12 zu sein. Dies macht es möglich, eine seitliche Querschnittsfläche von
jedem der Schlitze S2, S4, S6, S8, S10 und S12 mehr als eine seitliche
Querschnittsfläche
von jedem der Schlitze S1A, S3A, S5A, S7A, S9A und S11A zu erhöhen.It
It should be noted that in the third embodiment, the lengths of
opposite longitudinal walls LW1
and LW2 of the rectangular shape of each of the slots S1A, S3A,
S5A, S7A, S9A and S11A can be set. circumferentially shorter than
the same of the opposite
Longitudinal walls LW1
and LW2 of the rectangular shape of each of the slots S2, S4, S6,
To be S8, S10 and S12. This makes it possible to have a lateral cross-sectional area of
each of the slots S2, S4, S6, S8, S10 and S12 more than one lateral
Cross sectional area
from each of the slots S1A, S3A, S5A, S7A, S9A and S11A.
VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFOURTH EMBODIMENT
Im
Folgenden ist ein Motor-Generator-System gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.in the
The following is a motor-generator system according to a fourth embodiment
of the present invention.
11 ist
eine schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators 1C eines
Motor-Generator-Systems gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht.
Gleiche Bezugszeichen sind daher gleichen Teilen in den Motor-Generator-Systemen gemäß dem ersten
und dem vierten Ausführungsbeispiel
zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der gleichen Teile weggelassen. 11 is a schematic side cross-sectional view of a motor-generator 1C of a motor-generator system according to a fourth embodiment of the present invention, the 2 equivalent. The same reference numerals are therefore assigned to like parts in the motor-generator systems according to the first and fourth embodiments, and therefore descriptions of the same parts are omitted.
Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel
hat ein Statorkern 101B eines Stators 16B beispielsweise 18 Schlitze
S1 bis S18 jeweils mit einer gleichen Fläche in einem seitlichen Querschnitt
orthogonal zu der axialen Richtung des Rotors 15 (Welle 103).
Die Schlitze S1 bis S18 sind durch den Statorkern 101B gebildet
und sind umfangsmäßig in gegebenen
Intervallen angeordnet. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nehmen die 18 Schlitze
S1 bis S18 des Statorkerns 101B einen elektrischen Winkel
von 2π rad
des Stators 16B ein, so dass ein Umfangsintervall von benachbarten
Schlitzen eine Schlitzteilung, die einem elektrischen Winkel α von π/9 rad entspricht,
definiert.In the fourth embodiment, a stator core 101B a stator 16B for example 18 Slots S1 to S18 each having an equal area in a lateral cross section orthogonal to the axial direction of the rotor 15 (Wave 103 ). The slots S1 to S18 are through the stator core 101B are formed and arranged circumferentially at given intervals. In the fourth embodiment take the 18 Slots S1 to S18 of the stator core 101B an electrical angle of 2π rad of the stator 16B such that a circumferential interval of adjacent slots defines a slot pitch corresponding to an electrical angle α of π / 9 radians.
Zusätzlich sind
bei dem vierten Ausführungsbeispiel
die Drei-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 in den
Schlitzen S1, S4, S7, S10, S13 und S16 des Statorkerns 10B1B
gewickelt, und die Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 sind
in den Schlitzen S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und S18 gewickelt.In addition, in the fourth embodiment, the three-phase windings of the first coil 111 in the slots S1, S4, S7, S10, S13 and S16 of the stator core 10B 1B, and the three-phase windings of the second coil 112 are wound in the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 and S18.
Die
Zahl von Wicklungen der ersten Spule 111, die in jedem
der Schlitze S1, S4, S7, S10, S13 und S16 eingebracht sind, ist
auf 2 eingestellt, und die Zahl von Wicklungen der zweiten Spule 112,
die in jedem der Schlitze S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und S18
eingebracht sind, ist auf 2 eingestellt.The number of windings of the first coil 111 set in each of the slots S1, S4, S7, S10, S13 and S16 is set to 2, and the number of windings of the second coil 112 set in each of the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17, and S18 is set to 2.
Genauer
gesagt, während
eines Drehens wird eine U-Phasenwicklung U1 der ersten Spule 111 in
den Schlitzen S1 und S10 um den Rotor 15A gewickelt; diese
Schlitze S1 bis S10 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet. Eine V-Phasenwicklung V1 der ersten Spule 111 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S4 und S13 um den Rotor 15A gewickelt;
diese Schlitze S3 und S9 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet. Eine W-Phasenwicklung W1 der ersten Spule 111 wird
während
eines Drehens in den Schlitzen S7 und S16 um den Rotor 15A gewickelt;
diese Schlitze S7 und S16 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander entfernt
angeordnet.More specifically, during rotation, a U-phase winding U1 becomes the first coil 111 in the slots S1 and S10 around the rotor 15A wound; these slots S1 to S10 are around the pole pitch of the rotor core 102 away from each other assigns. A V-phase winding V1 of the first coil 111 is rotated around the rotor during rotation in slots S4 and S13 15A wound; these slots S3 and S9 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other. A W-phase winding W1 of the first coil 111 is rotated around the rotor during slots in slots S7 and S16 15A wound; these slots S7 and S16 are around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other.
Es
sei bemerkt, dass, wie in 2 dargestellt
ist, die Richtung eines Stroms, der durch die U-Phasenwicklung U1
in dem Schlitz S1 fließt,
die Richtung eines Stroms, der durch die V-Phasenwicklung V1 in
dem Schlitz S13 fließt,
und dieselbe eines Stroms, der durch die W-Phasenwicklung W1 in
dem Schlitz S7 fließt,
zueinander gleich sind.It should be noted that, as in 2 That is, the direction of a current flowing through the U-phase winding U1 in the slot S1, the direction of a current flowing through the V-phase winding V1 in the slot S13, and the same of a current passing through the W-phase winding W1 flows in the slot S7, are equal to each other.
Ähnlich wird
während
eines Drehens eine U-Phasenwicklung U2 der zweiten Spule 112 in
dem ersten Paar von Schlitzen S2 und S11 und dem zweiten Paar von
Schlitzen S3 und S12 um den Rotor 15A gewickelt. Die Schlitze
S2 und S11 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet, und die Schlitze S13 und S12 sind ebenfalls
um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander entfernt
angeordnet. Diese Wicklung ist als eine verteilte Durchmesserwicklung
bekannt.Similarly, during rotation, a U-phase winding U2 of the second coil becomes 112 in the first pair of slots S2 and S11 and the second pair of slots S3 and S12 around the rotor 15A wound. The slots S2 and S11 are around the pole pitch of the rotor core 102 The slots S13 and S12 are also around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other. This winding is known as a distributed diameter winding.
Ähnlich wird
während
eines Drehens eine V-Phasenwicklung V2 der zweiten Spule 112 in
dem ersten Paar von Schlitzen S5 und S14 und dem zweiten Paar von
Schlitzen S6 und S15 um den Rotor 15A gewickelt. Die Schlitze
S5 und S14 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet, und die Schlitze S16 und S13 sind ebenfalls
um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander entfernt
angeordnet.Similarly, during rotation, a V-phase winding V2 of the second coil becomes 112 in the first pair of slots S5 and S14 and the second pair of slots S6 and S15 around the rotor 15A wound. The slots S5 and S14 are around the pole pitch of the rotor core 102 Disposed from each other, and the slots S16 and S13 are also around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other.
Zusätzlich wird
während
eines Drehens eine W-Phasenwicklung W2 der zweiten Spule 112 in
dem ersten Paar von Schlitzen S7 und S16 und dem zweiten Paar von
Schlitzen S8 und S17 um den Rotor 15A gewickelt. Die Schlitze
S7 und S16 sind um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander
entfernt angeordnet, und die Schlitze S8 und S17 sind ebenfalls
um die Polteilung des Rotorkerns 102 voneinander entfernt
angeordnet.In addition, during turning, a W-phase winding W2 of the second coil becomes 112 in the first pair of slots S7 and S16 and the second pair of slots S8 and S17 around the rotor 15A wound. The slots S7 and S16 are around the pole pitch of the rotor core 102 Disposed from each other, and the slots S8 and S17 are also around the pole pitch of the rotor core 102 arranged apart from each other.
Die
U-Phasenwicklung U1 der ersten Spule 111 hat ein Ende und
das andere Ende, wobei das eine Ende TA1 derselben als der Phasenanschluss derselben
dient und das andere Ende C1 derselben als der neutrale Punkt dient. Ähnlich hat
die U-Phasenwicklung U2 der zweiten Spule 112 das eine
und das andere Ende, wobei das eine Ende U2 derselben als der Phasenanschluss
derselben dient und das andere Ende C2 derselben als der neutrale
Punkt dient.The U-phase winding U1 of the first coil 111 has one end and the other end with one end TA1 thereof serving as the phase terminal thereof and the other end C1 thereof serving as the neutral point. Similarly, the U-phase winding U2 of the second coil 112 one end and the other end, one end U2 thereof serving as the phase terminal thereof and the other end C2 thereof serving as the neutral point.
Es
sei bemerkt, dass, wie in 2 dargestellt
ist, die Richtung eines Stroms, der durch die U-Phasenwicklung U2
in jedem der Schlitze S2 und S3 fließt, die Richtung eines Stroms,
der durch die V-Phasenwicklung V2 in jedem der Schlitze S14 und S15
fließt,
und dieselbe eines Stroms, der durch die W-Phasenwicklung W2 in
jedem der Schlitze S8 und S9 fließt, zueinander gleich sind.It should be noted that, as in 2 is shown, the direction of a current flowing through the U-phase winding U2 in each of the slots S2 and S3, the direction of a current flowing through the V-phase winding V2 in each of the slots S14 and S15, and the same of a current, which flows through the W-phase winding W2 in each of the slots S8 and S9, are equal to each other.
Diese
Wicklungsanordnung, die in 11 dargestellt
ist, ermöglicht
es, dass jede Phasenwicklung der ersten Spule 111 um einen
elektrischen Winkel von π/6
rad (entsprechend 30 Grad einer Schlitzteilung) hinsichtlich der
Phase von einer entsprechenden Phasenwicklung der zweiten Spule 112 verschoben
ist.This winding arrangement, which in 11 is shown, allows each phase winding of the first coil 111 by an electrical angle of π / 6 rad (corresponding to 30 degrees of slot pitch) in phase from a corresponding phase winding of the second coil 112 is moved.
Die
Wicklungsanordnung, die in 2 dargestellt
ist, ermöglicht
es, dass die U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 um
einen elektrischen Winkel von 2π/3
rad hinsichtlich der Phase zueinander verschoben sind. Ähnlich ermöglicht es die
Wicklungsanordnung, die in 2 dargestellt
ist, dass die U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 um
einen elektrischen Winkel von 2π/3 rad
hinsichtlich der Phase zueinander verschoben sind.The winding arrangement used in 2 allows the U, V and W phase windings of the first coil 111 are shifted by an electrical angle of 2π / 3 rad with respect to the phase to each other. Similarly, the winding arrangement that is in 2 is shown that the U, V and W phase windings of the second coil 112 are shifted by an electrical angle of 2π / 3 rad with respect to the phase to each other.
Die
anderen Enden der U-, V- und W-Phasen-Wicklung der ersten Spule 111 sind
miteinander in beispielsweise einer Sternkonfiguration verbunden,
um einen einzelnen neutralen Punkt zu bilden. Ähnlich sind die anderen einen
Enden der U-, V- und W-Phasen-Wicklung
der zweiten Spule 112 miteinander in beispielsweise einer
Sternkonfiguration verbunden, um einen einzelnen neutralen Punkt
zu bilden.The other ends of the U, V and W phase winding of the first coil 111 are connected together in, for example, a star configuration to form a single neutral point. Similarly, the others are one ends of the U, V, and W phase windings of the second coil 112 connected together in, for example, a star configuration to form a single neutral point.
Bei
der zweiten Spule 112 weist jede der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen
einen ersten leitfähigen
Draht, der in einem der Schlitze S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und
S18 eingebracht ist, und einen zweiten leitfähigen Draht, der in einen anderen
der Schlitze, der zu dem einen derselben benachbart ist, eingebracht
ist und mit dem ersten leitfähigen
Draht in Reihe geschaltet ist, auf.At the second coil 112 Each of the U, V and W phase windings has a first conductive wire inserted in one of the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 and S18, and a second conductive wire formed in another one of the slots adjacent to the one of them is inserted and connected in series with the first conductive wire.
Wenn
eine seitliche Querschnittsfläche
von jeder der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 zu
derselben einer entsprechenden der Drei-Phasen-Wicklungen der ersten
Spule 111 äquivalent
ist, ist es möglich,
die Zahl von Windungen der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 zweimal
so viel wie die Zahl von Windungen von Drei-Phasen-Wicklungen der
ersten Spule 111 zu machen.When a lateral cross-sectional area of each of the three-phase windings of the second coil 112 to the same one of the corresponding three-phase windings of the first coil 111 is equivalent, it is possible the number of turns of the three-phase windings of the second coil 112 twice the number of turns of three-phase windings of the first coil 111 close.
Dies
kann eine Spannung, die durch entweder die erste oder die zweite
Spule 111 und 112 erzeugt wird, gegenüber derselben,
die durch die andere derselben erzeugt wird, ohne Weiteres ändern.This can be a voltage passing through either the first or the second coil 111 and 112 is generated, compared to the same, by the other the same is produced, change without further ado.
Es
sei bemerkt, dass der erste leitfähige Draht von jeder der U-,
V- und W-Phasenwicklungen und der zweite leitfähige Draht derselben parallel
geschaltet sein können.
Diese Struktur ermöglicht
es, dass eine Menge eines Stroms, der durch die Drei-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 fließt, zweimal so viel wie dieselbe
eines Stroms, der durch die Drei-Phasen-Wicklungen der ersten Spule 111 fließt, ist,
selbst wenn die Zahl von Windungen der zweiten Spule 112 zwei
ist.It should be noted that the first conductive wire of each of the U, V and W phase windings and the second conductive wire thereof may be connected in parallel. This structure allows a lot of a current through the three-phase windings of the second coil 112 flows twice as much as the same of a current passing through the three-phase windings of the first coil 111 flows, even if the number of turns of the second coil 112 two is.
Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel
kann bei der Wicklungsanordnung bei dem Stator 16 die erste
Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen hinsichtlich der Phase
um einen elektrischen Winkel von π/6
rad von der zweiten Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen verschoben
sein. Daher, wie in 8 dargestellt ist, ermöglicht es
eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* und dem zweiten Statorstromvektor ia2*, die auf einen elektrischen
Winkel von π/6
rad einzustellen ist, dass Drehmomentwelligkeiten, die in der ersten
bzw. der zweiten Spule 111 und 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
bewirkt werden, wirksam aufgehoben werden.In the fourth embodiment, in the winding arrangement in the stator 16 the first coil 111 of three-phase windings in phase by an electrical angle of π / 6 rad from the second coil 112 be shifted by three-phase windings. Therefore, as in 8th is shown, controlling the phase difference Δθ between the first stator current vector ia1 * and the second stator current vector ia2 * to be set at an electrical angle of π / 6 rad allows torque ripples in the first and second coils, respectively 111 and 112 caused by three-phase windings are effectively canceled.
Es
sei bemerkt, dass 11 den Motor-Generator 1 darstellt,
dessen Statorkern 101 zwölf Schlitze S1 bis S12 hat,
die einem Paar von Einzelpolen des Rotors 15, die in einer
radialen Richtung mit einer Feldpolteilung eines elektrischen Winkels von π angeordnet
sind, entsprechen. Eine Erhöhung der
Zahl N (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2) von Polpaaren des
Rotors 15 kann daher die Zahl von Schlitzen in dem Statorkern 101 N
mal erhöhen.It should be noted that 11 the motor generator 1 represents its stator core 101 twelve slots S1 to S12, which has a pair of individual poles of the rotor 15 which are arranged in a radial direction with a field pole pitch of an electrical angle of π correspond. An increase in the number N (N is an integer equal to or greater than 2) of pole pairs of the rotor 15 can therefore be the number of slots in the stator core 101 N times increase.
FÜNFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFIFTH EMBODIMENT
Im
Folgenden ist ein Motor-Generator-System gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben.in the
Below is a motor-generator system according to a fifth embodiment of the present invention
Invention described.
12 ist
eine schematische seitliche Querschnittansicht eines Motor-Generators 1D eines
Motor-Generator-Systems gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das 2 entspricht.
Gleiche Bezugszeichen sind daher gleichen Teilen in den Motor-Generator-Systemen gemäß dem vierten
und dem fünften
Ausführungsbeispiel
zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der gleichen Teile weggelassen. 12 is a schematic side cross-sectional view of a motor-generator 1D of a motor-generator system according to a fifth embodiment of the present invention, the 2 equivalent. The same reference numerals are therefore assigned to like parts in the motor-generator systems according to the fourth and fifth embodiments, and therefore, descriptions of the same parts are omitted.
Wie
in 12 dargestellt ist, liegt ein Hauptunterscheidungspunkt
zwischen der Struktur des Motor-Generators gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel und derselben
des Motor-Generators 1C gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
darin, dass
die Zahl von Wicklungen der zweiten Spule 112,
die in jedem der Schlitze S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und S18
eingebracht ist, auf 1 eingestellt ist.As in 12 is shown, there is a main distinction between the structure of the motor-generator according to the fifth embodiment and the same of the motor-generator 1C according to the fourth embodiment is that
the number of turns of the second coil 112 set in each of the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 and S18 is set to 1.
Zusätzlich hat
bei dem fünften
Ausführungsbeispiel
jede der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 eine
seitliche Querschnittsfläche,
die zu einer seitlichen Querschnittsfläche von jeder der Drei-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 äquivalent
ist. Außerdem
hat jeder der Schlitze S1 bis S18 eine gleiche Fläche in dem
seitlichen Querschnitt desselben.In addition, in the fifth embodiment, each of the three-phase windings of the second coil 112 a lateral cross-sectional area leading to a lateral cross-sectional area of each of the three-phase windings of the first coil 111 is equivalent. In addition, each of the slots S1 to S18 has an equal area in the lateral cross section thereof.
Die
Wicklungsanordnung und die Schlitzkonfiguration ermöglichen
es, dass der Prozentsatz eines leitfähigen Drahts (von leitfähigen Drähten) in
jedem der Schlitze S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und S18 halb so
groß wie
derselbe eines leitfähigen Drahts
(von leitfähigen
Drähten)
in einem der Schlitze S1, S4, S7, S10, S13 und S16 ist.The
Enable winding arrangement and the slot configuration
it is that the percentage of conductive wire (of conductive wires) in
each of the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 and S18 is half so
as big as
the same of a conductive wire
(from conductive
wires)
in one of the slots S1, S4, S7, S10, S13 and S16.
Eine
Anpassung von mindestens entweder der seitlichen Querschnittsfläche von
jeder der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten Spule 112 oder der
seitlichen Querschnittsfläche
von jedem der Schlitze S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 und S18 ermöglicht es,
dass der Prozentsatz eines leitfähigen Drahts
(von leitfähigen
Drähten)
in jedem der Schlitze S1 bis S18 konstant ist.An adaptation of at least one of the lateral cross-sectional area of each of the three-phase windings of the second coil 112 or the lateral cross-sectional area of each of the slots S2, S3, S5, S6, S11, S12, S17 and S18 enables the percentage of conductive wire (of conductive wires) in each of the slots S1 to S18 to be constant.
Bei
der Wicklungsanordnung bei dem Stator 16C des Motor-Generators 1A kann
die erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen hinsichtlich
der Phase um einen elektrischen Winkel von π/6 rad von der zweiten Spule 112 von
Drei-Phasen-Wicklungen verschoben sein. Daher ermöglicht es
eine Steuerung der Phasendifferenz Δθ zwischen dem ersten Statorstromvektor
ia1* und dem zweiten Statorstromvektor ia2*, die auf einen elektrischen
Winkel von π/6 rad
einzustellen ist, dass Drehmomentwelligkeiten, die in der ersten
bzw. der zweiten Spule 111 und 112 von Drei-Phasen-Wicklungen
bewirkt werden, wirksam aufgehoben werden.In the winding arrangement in the stator 16C of the motor generator 1A can be the first coil 111 of three-phase windings in phase by an electrical angle of π / 6 rad from the second coil 112 be shifted by three-phase windings. Therefore, controlling the phase difference Δθ between the first stator current vector ia1 * and the second stator current vector ia2 * to be set at an electrical angle of π / 6 rad allows torque ripples in the first and second coils, respectively 111 and 112 caused by three-phase windings are effectively canceled.
Wie
im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die Motorsteuerung 23 wirksam,
um ein Anfragedrehmoment und die Maschinendrehzahl (eine Zahl von Umdrehungen
des Motor-Generators 1) zu verwenden, um die Phasendifferenz Δθ zwischen
dem Statorstromvektor ia1* basierend auf der D-Achsen-Komponente
id1* und der Q-Achsen-Komponente
iq1* für
die erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen und dem
Statorstromvektor ia2* basierend auf der D-Achsen-Komponente id2*
und der Q-Achsen-Komponente
iq2* für
die zweite Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen zu steuern.As described above, the engine control is 23 effective to a request torque and the engine speed (a number of revolutions of the motor-generator 1 ) to use the phase difference Δθ between the stator current vector ia1 * based on the D-axis component id1 * and the Q-axis component iq1 * for the first coil 111 of three-phase windings and the stator current vector ia2 * based on the D-axis component id2 * and the Q-axis component iq2 * for the second coil 112 of three-phase windings.
Daher,
wie in 1 dargestellt ist, ist bevorzugt, dass die Motorsteuerung 23 in
derselben Abbildungsdaten 23a, wie ein Abbildungsprogramm und/oder
eine Abbildungstabelle, gespeichert hat. Die Abbildungsdaten 23a stellen
Beziehungen zwischen dem variablen Anfragedrehmoment, der variablen
Zahl von Umdrehungen des Motor-Generators 1 und
der variablen Phasendifferenz Δθ und zwischen
dem variablen Anfragedrehmoment, der variablen Zahl von Umdrehungen
und der variablen Drehposition δ des
Rotors 15 dar.Therefore, as in 1 is shown, it is preferable that the engine control 23 in the same image data 23a like a picture program and / or a mapping table. The picture data 23a Make relationships between the variable request torque, the variable number of revolutions of the motor-generator 1 and the variable phase difference Δθ and between the variable request torque, the variable number of revolutions and the variable rotational position δ of the rotor 15 represents.
Die
Abbildungsdaten 23a ermöglichen
der Steuerung 23, einen Wert der variablen Drehposition δ und denselben
der variablen Phasendifferenz Δθ basierend
auf einem eingegebenen Anfragedrehmoment und einer eingegebenen
gemessenen Zahl von Umdrehungen des Motor-Generators 1 zu
bestimmen. Demgemäß kann die
Motorsteuerung 23 den ersten und den zweiten Inverter 21 und 22 basierend auf
den bestimmten Werten der Drehposition δ und der Phasendifferenz Δθ steuern.The picture data 23a allow the control 23 , a value of the variable rotational position δ and the same of the variable phase difference Δθ based on an inputted request torque and an inputted measured number of revolutions of the motor-generator 1 to determine. Accordingly, the engine control 23 the first and the second inverter 21 and 22 based on the determined values of the rotational position δ and the phase difference Δθ.
Wie
in 2C dargestellt ist, können die
Motorsteuerung 23 und der erste Inverter 21 die
erste Spule 111 von Drei-Phasen-Wicklungen erregen, um ein
positives Drehmoment (Motordrehmoment) zu erzeugen, das zulässt, dass
der Motor-Generator 1 als der Motor dient. Zusätzlich können die
Motorsteuerung 23 und der zweite Inverter 22 die
zweite Spule 112 von Drei-Phasen-Wicklungen erregen, um
ein negatives Drehmoment (Erzeugungsdrehmoment) zu erzeugen, das
zulässt,
dass der Motor-Generator 1 als der Generator dient.As in 2C can be shown, the engine control 23 and the first inverter 21 the first coil 111 of three-phase windings to generate a positive torque (motor torque) that allows the motor-generator 1 as the engine serves. In addition, the engine control 23 and the second inverter 22 the second coil 112 of three-phase windings to generate a negative torque (generating torque) that allows the motor-generator 1 as the generator serves.
Der
erste und der zweite Inverter 21 und 22 können selektiv
in entweder einem normalen 120-Grad-Modus oder einem normalen 180-Grad-Modus
arbeiten.The first and the second inverter 21 and 22 can selectively operate in either a normal 120 degree mode or a normal 180 degree mode.
Beispielsweise
arbeitet unter einer Steuerung des PWM-Treibers 23e der
erste Inverter 21 in einem 120-Grad-Modus, um, jedes Mal,
wenn sich der Rotor um 120 Grad dreht, an jede der Drei-Phasen-Wicklungen
der ersten Spule 111 eine Spannung anzulegen. Zusätzlich arbeitet
der zweite Inverter 22 in einem 180-Grad-Modus, um, jedes
Mal, wenn sich der Rotor um 180 Grad dreht, an jede der Drei-Phasen-Wicklungen
der zweiten Spule 112 eine Spannung anzulegen.For example, under control of the PWM driver 23e the first inverter 21 in a 120 degree mode, each time the rotor rotates 120 degrees, to each of the three-phase windings of the first coil 111 to apply a voltage. In addition, the second inverter works 22 in a 180 degree mode, to each of the three-phase windings of the second coil every time the rotor rotates 180 degrees 112 to apply a voltage.
Vorzugsweise
können
sowohl der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22,
jedes Mal, wenn sich der Rotor um 120 Grad dreht, an mindesten eine der
Drei-Phasen-Wicklungen
eine Spannung zum Erzeugen eines Drehmoments anlegen. Zusätzlich können sowohl
der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22,
jedes Mal, wenn sich der Rotor um 180 Grad dreht, an eine andere
Drei-Phasen-Wicklung eine Spannung zum Erzeugen eines Magnetfelds, das
die mindestens eine der Drei-Phasen-Wicklungen schneidet, zum Erzeugen
eines Drehmoments anlegen. Dies kann die Menge einer Erre gung für die Drei-Phasen-Wicklungen
von sowohl der ersten als auch der zweiten Spule 111 und 112 eliminieren.Preferably, both the first and the second inverter 21 and 22 Each time the rotor rotates 120 degrees, at least one of the three-phase windings applies a voltage to generate a torque. In addition, both the first and the second inverter 21 and 22 Each time the rotor rotates through 180 degrees, apply to another three-phase winding a voltage for generating a magnetic field intersecting the at least one of the three-phase windings to generate a torque. This may be the amount of energization for the three-phase windings of both the first and second coils 111 and 112 eliminate.
Unter
einer Steuerung des PWM-Treibers 23e kann der erste Inverter 21 in
einem Rechteckwellenmodus arbeiten, um, jedes Mal, wenn sich der
Rotor um 120 Grad dreht, an jede der Drei-Phasen-Wicklungen der
ersten Spule 111 eine Rechteckspannung anzulegen. Zusätzlich kann
unter einer Steuerung des PWM-Treibers 23e der zweite Inverter 22 in
einem Sinuswellenmodus arbeiten, um, jedes Mal, wenn sich der Rotor
um 180 Grad dreht, an jede der Drei-Phasen-Wicklungen der zweiten
Spule 112 eine Sinuswellenspannung anzulegen.Under a control of the PWM driver 23e may be the first inverter 21 operate in a square wave mode to each of the three-phase windings of the first coil, each time the rotor rotates by 120 degrees 111 create a square-wave voltage. Additionally, under control of the PWM driver 23e the second inverter 22 operate in a sine wave mode to each of the three-phase windings of the second coil every time the rotor rotates 180 degrees 112 to apply a sine wave voltage.
Vorzugsweise
können
sowohl der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22,
jedes Mal, wenn sich der Rotor um 120 Grad dreht, an mindesten eine der
Drei-Phasen-Wicklungen
eine Rechteckwellenspannung zum Erzeugen eines Drehmoments anlegen.
Zusätzlich
können
sowohl der erste als auch der zweite Inverter 21 und 22,
jedes Mal, wenn sich der Rotor um 180 Grad dreht, an eine andere
Drei-Phasen-Wicklung eine Sinuswellenspannung zum Erzeugen eines
Magnetfelds, das die mindestens eine der Drei-Phasen-Wicklungen
schneidet, zum Erzeugen eines Drehmoments anlegen. Dies kann die Menge
einer Erregung für
die Drei-Phasen-Wicklungen von sowohl der ersten als auch der zweiten
Spule 111 und 112 eliminieren.Preferably, both the first and the second inverter 21 and 22 Each time the rotor rotates 120 degrees, at least one of the three-phase windings applies a square wave voltage to generate a torque. In addition, both the first and the second inverter 21 and 22 Each time the rotor rotates 180 degrees, to another three-phase winding, apply a sine wave voltage to generate a magnetic field intersecting the at least one of the three-phase windings to generate a torque. This may be the amount of excitation for the three-phase windings of both the first and second coils 111 and 112 eliminate.
Wenn
erwartet wird, dass der Motor-Generator 1 unter Bedingungen
einer schweren Last arbeitet, ist es möglich, dass die Motorsteuerung 23 den ersten
und den zweiten Inverter 21 und 22 bei einer vorbestimmten
Spannungswelle, die hinsichtlich der Phase von dem Rotor 15 verschoben
ist, treibt. Zusätzlich
kann unter einem Teillastbetrieb die Motorsteuerung 23 lediglich
den zweiten Inverter 22 treiben, ohne den ersten Inverter 21 zu
treiben, um den ersten Inverter 21 in einen Schlafmodus
zu versetzen.If it is expected that the motor generator 1 Under conditions of a heavy load, it is possible that the engine control 23 the first and the second inverter 21 and 22 at a predetermined voltage wave, with respect to the phase of the rotor 15 is postponed. In addition, under a partial load operation, the engine control 23 only the second inverter 22 drive without the first inverter 21 to drive to the first inverter 21 put in a sleep mode.
Bei
jedem des ersten bis fünften
Ausführungsbeispiels
ist die Batterie 3 wirksam, um sowohl dem ersten als auch
dem zweiten Inverter 21 und 22 eine Stromversorgungsspannung
zuzuführen,
jedoch können
unterschiedliche Batterien einem entsprechenden ersten und zweiten
Inverter 21 und 22 Stromversorgungsspannungen
zuführen.In each of the first to fifth embodiments, the battery 3 effective to both the first and the second inverter 21 and 22 supply a power supply voltage, however, different batteries can be a corresponding first and second inverter 21 and 22 Supply power supply voltages.
Bei
jedem der ersten bis fünften
Ausführungsbeispiele
ist die vorliegende Erfindung auf Motor-Generatoren mit einem ersten
Satz von Drei-Phasen-Wicklungen und einem zweiten Satz von Drei-Phasen-Wicklungen
angewandt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendungen begrenzt.
Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung kann auf Motor-Generatoren
mit einem ersten Satz von Mehr-Phasen-Wicklungen, einem ersten Mehr-Phasen-Inverter,
einem zweiten Satz von Mehr-Phasen-Wicklungen und einem zweiten Mehr-Phasen-Inverter
angewandt sein. Es ist bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung
auf Motor-Generatoren mit einem ersten Satz von symmetrisch angeordneten
Mehr-Phasen-Wicklungen und einem zweiten Satz von symmetrisch angeordneten Mehr-Phasen-Wicklungen
angewandt ist.In each of the first to fifth embodiments, the present invention is applied to motor-generators having a first set of three-phase windings and a second set of three-phase windings. However, the present invention is not limited to the applications. More specifically, the present invention can be applied to motor-generators having a first set of multi-phase windings, a first one Multi-phase inverter, a second set of multi-phase windings, and a second multi-phase inverter. It is preferred that the present invention be applied to motor-generators having a first set of symmetrically arranged multi-phase windings and a second set of symmetrically arranged multi-phase windings.
Bei
jedem der ersten bis fünften
Ausführungsbeispiele
und den Modifikationen derselben ist das Motor-Generator-Steuersystem
in einem Fahrzeug eingebaut, dasselbe kann jedoch in einem System
eingebaut sein, bei dem vorher ein Motor-Generator eingebaut wird.at
each of the first to fifth
embodiments
and the modifications thereof is the motor-generator control system
installed in a vehicle, but the same can be done in one system
be installed, in which before a motor-generator is installed.
Bei
jedem der ersten bis fünften
Ausführungsbeispiele
ist als ein Motor-Generator ein Synchronreluktanz-Generator verwendet,
jedoch können verschiedene
Typen von Motor-Generatoren, wie ein IPM-(Innerer Permanentmagnet-)Motor
oder ein IM (Induktionsmotor), verwendet sein.at
each of the first to fifth
embodiments
is used as a motor generator a synchronous reluctance generator
however, different ones can
Types of motor-generators, such as an IPM (Inner Permanent Magnet) motor
or an IM (induction motor).
Obwohl
beschrieben ist, was derzeit als die Ausführungsbeispiele und die Modifikationen
derselben der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, ist offensichtlich,
dass verschiedene Modifikationen, die noch nicht beschrieben sind,
an derselben vorgenommen werden können, und es ist beabsichtigt,
in den beigefügten
Ansprüchen
alle solchen Modifikationen abzudecken, die in den wahren Geist
und den Schutzbereich der Erfindung fallen.Even though
what is currently described as the embodiments and the modifications
is considered the same of the present invention, it is obvious
that various modifications that are not yet described
can be made on it and it is intended
in the attached
claims
to cover all such modifications that are in the true spirit
and the scope of the invention.