【手続補正書】
【提出日】令和3年10月29日(2021.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石同期機を駆動する電力変換器と、前記電力変換器を制御する制御器とを有する永久磁石同期機の駆動装置であって、
前記制御器は、
入力されたトルク指令値を補正するトルク補正部と、
前記トルク補正部によって補正されたトルク指令値から、前記永久磁石同期機を駆動制御するためのｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を生成する電流指令演算部と
を備え、
前記トルク補正部は、前記永久磁石同期機の磁石磁束と関連付けられる値と、前記電流指令演算部によって生成された前記ｄ軸電流指令値とに基づいて前記トルク指令値を補正する
ことを特徴とする永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項２】
前記磁石磁束と関連付けられる値は、前記永久磁石同期機の磁石温度であることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項３】
前記磁石磁束と関連付けられる値は、前記永久磁石同期機の誘起電圧であることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項４】
前記電流指令演算部は、
前記電力変換器の直流電圧検出値と前記永久磁石同期機の回転速度とから磁束量制限値を演算する磁束量制限値演算部を備え、
前記磁束量制限値演算部によって演算された磁束量制限値と、前記トルク補正部によって補正されたトルク指令値に基づいて前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値を生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項５】
前記電流指令演算部は、
磁束量制限値とトルク指令値とｄ電流指令値とｑ軸電流指令値とが対応付けられたテーブルを参照して、前記磁束量制限値演算部によって演算された磁束量制限値と、前記トルク補正部によって補正されたトルク指令値とに対応するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を生成することを特徴とする請求項４に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項６】
前記磁束量制限値演算部は、
前記永久磁石同期機の磁石温度に基づいて前記磁束量制限値を補正することを特徴とする請求項４または５に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項７】
前記磁束量制限値演算部は、
前記電力変換器の出力電圧制限値または前記制御器の弱め界磁制御の目標電圧値に基づいて前記磁束量制限値を補正することを特徴とする請求項４または５に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項８】
前記電流指令演算部は、
前記電力変換器の直流電圧検出値と前記永久磁石同期機の回転速度と前記トルク指令値とから、前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値を生成する
ことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項９】
前記トルク補正部は、
前記磁石磁束と関連付けられる値と、前記電流指令演算部によって生成された前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値とに基づいて前記トルク指令値を補正する
ことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項１０】
前記制御器は、
前記トルク指令値、前記ｄ軸電流指令値、前記ｑ軸電流指令値、前記永久磁石同期機の電流検出値、前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値に基づいて生成された前記永久磁石同期機を駆動するための電圧指令値、前記永久磁石同期機の回転速度、前記電力変換器の直流電圧検出値、および前記永久磁石同期機の機械パラメータの少なくともいずれかを用いて損失トルク値を演算し、演算した損失トルク値に基づいて前記トルク指令値を補償するトルク指令損失補償部
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期機の駆動装置。
【請求項１１】
永久磁石同期機を駆動する電力変換器と、前記電力変換器を制御する制御器とを有する永久磁石同期機のトルク補償方法であって、
前記制御器は、
入力されたトルク指令値を補正するトルク補正部と、
前記トルク補正部によって補正されたトルク指令値から、前記永久磁石同期機を駆動制御するためのｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を生成する電流指令演算部と
を備え、
前記トルク補正部が、前記永久磁石同期機の磁石磁束と関連付けられる値と、前記電流指令演算部によって生成された前記ｄ軸電流指令値とに基づいて前記トルク指令値を補正する
ことを特徴とする永久磁石同期機のトルク補償方法。
【請求項１２】
前記磁石磁束と関連付けられる値は、前記永久磁石同期機の磁石温度であることを特徴とする請求項１１に記載の永久磁石同期機のトルク補償方法。
【請求項１３】
前記磁石磁束と関連付けられる値は、前記永久磁石同期機の誘起電圧であることを特徴とする請求項１１に記載の永久磁石同期機のトルク補償方法。
【請求項１４】
前記電流指令演算部が、
前記電力変換器の直流電圧検出値と前記永久磁石同期機の回転速度とから磁束量制限値を演算し、
前記演算された磁束量制限値と、前記トルク補正部によって補正されたトルク指令値に基づいて前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値を生成する
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の永久磁石同期機のトルク補償方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の永久磁石同期機の駆動装置を備えた電気車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
極座標変換部１１３は、ベクトル制御部１１２が出力した電圧指令値Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊を電圧振幅指令値Ｖ１＊と電圧指令位相δに変換し、出力する。位相演算部１１４は、電圧指令位相δを制御位相θｄｃに加算して、電圧位相θｖとして出力する。三相座標変換部１１５は、極座標変換部１１３が出力した電圧振幅指令値Ｖ１＊を、位相演算部１１４が出力した電圧位相θｖに基づいて三相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に変換し、ＰＷＭ信号制御器１１６に出力する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
磁束量制限値演算部６０１ｅは、平滑用コンデンサ１３１の電圧検出値Ｅｃｆと、ベクトル制御部１１２ｅから出力される永久磁石同期機１０３の駆動周波数ω１と、ベクトル制御部１１２ｅから出力される電力変換器１０２の出力電圧制限値Ｖ１ｌｉｍを制御する目標制限変調率Ｙｍｆ＊に基づいて磁束量制限値λｌｉｍを演算し、ｄ軸電流指令演算部２０２およびｑ軸電流指令演算部２０３に出力する。出力電圧制限値Ｖ１ｌｉｍは、例えば、以下の式（７）にて演算されるものとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
なお、目標制限変調率Ｙｍｆ＊は１以下の値を設定し、電力変換器１０２において出力電圧最大値が得られる同期１パルスでＰＷＭ制御した場合、目標制限変調率Ｙｍｆ＊は１となる。また、Ｅｃｆ０は出力電圧制限値Ｖ１ｌｉｍを決定するための平滑用コンデンサ１３１の直流電圧の基準値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
ｄ軸電流指令三次元テーブル参照部７０１ｆは、平滑用コンデンサ１３１の電圧検出値Ｅｃｆと、ベクトル制御部１１２から出力される永久磁石同期機１０３の駆動周波数ω１と、トルク補正部１１０から出力されるトルク指令補正値Ｔｒｑ＊＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄｃ＊を演算し、出力する。ｑ軸電流指令三次元テーブル参照部７０２ｆは、平滑用コンデンサ１３１の電圧検出値Ｅｃｆと、ベクトル制御部１１２から出力される永久磁石同期機１０３の駆動周波数ω１と、トルク補正部１１０から出力されるトルク指令補正値Ｔｒｑ＊＊に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を演算し、出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
ｄ軸電流指令三次元テーブル参照部７０１ｆおよびｑ軸電流指令三次元テーブル参照部７０２ｆにおいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊の算出に用いる三次元テーブルデータは、永久磁石の基準温度Ｔｍａｇ０を磁石温度条件の設定値としてトルク指令、回転速度、電源電圧の変化に対して最適なｄ軸電流指令およびｑ軸電流指令を予め、試験やシミュレーション解析などによって求めておくことで実現できる。