(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動システムの運転中に複数の目的を満たすのに適した駆動システムの提供。【解決手段】回転駆動システムは、直流電圧源１０２、回転軸Ａを有し、回転軸Ａの周りの方向を有する独立の相ａ、ｂ、ｃを備える電動機１０４、各々の相ａ、ｂ、ｃを直流電圧源１０２へ接続するインバータ１０６、およびコマンドをインバータ１０６へ供給する制御デバイス１１０を備える。制御デバイス１１０は、事前に定義された複数の数式から１つの数式を選択し、事前に定義された各々の数式が単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために意図された数式選択手段１１８、選択された数式を適用し、選択された数式に従って、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを決定する設定値決定手段１２４、および決定された設定値に基づいてインバータ１０６のコマンドを決定するコマンド決定手段１２６を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧源（１０２）と、
回転軸（Ａ）を有し、前記回転軸（Ａ）の周りの方向を有する独立の相（ａ、ｂ、ｃ）を備える電動機（１０４）と、
各々の相（ａ、ｂ、ｃ）を前記直流電圧源（１０２）へ接続するインバータ（１０６）と、
コマンドを前記インバータ（１０６）へ供給する制御デバイス（１１０）と、
を備える回転駆動システム（１００）であって、
前記制御デバイス（１１０）が、
事前に定義された複数の数式から１つの数式を選択し、事前に定義された各々の数式が単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために意図された数式選択手段（１１８）と、
前記選択された数式を適用し、前記選択された数式に従って、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを決定する設定値決定手段（１２４）と、
前記決定された設定値に基づいて前記インバータ（１０６）のコマンドを決定するコマンド決定手段（１２６）と、
を備えることを特徴とする回転駆動システム（１００）。
【請求項２】
前記数式選択手段（１１８）は、前記回転駆動システム（１００）に関係する少なくとも１つのパラメータに基づいて前記選択を行う、請求項１に記載の回転駆動システム（１００）。
【請求項３】
前記回転駆動システム（１００）に関係する前記パラメータは、前記電動機（１０４）の運転特性、たとえば回転速度（Ω）を含む、請求項２に記載の回転駆動システム（１００）。
【請求項４】
前記数式選択手段（１１８）は、
前記回転駆動システム（１００）に関係する前記パラメータによって定義された空間の複数のゾーンであって、前記事前に定義された複数の数式（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）の１つに各々が関連づけられるゾーンの定義と、
事前に定義された前記複数のゾーンから、前記回転駆動システム（１００）に関係する前記パラメータに対応する前記ゾーン（Ｚ）を決定するゾーン決定手段（１２０）と、
前記ゾーン決定手段（１２０）によって決定された前記ゾーン（Ｚ）に関連づけられた前記数式を検索する手段（１２２）と、
を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転駆動システム（１００）。
【請求項５】
前記数式選択手段（１１８）は、単極電流設定値を計算するための数式（Ｆ１、Ｆ２）に関連づけられたゾーン（Ｚ１、Ｚ２）の少なくとも１つの定義を備える、請求項４に記載の回転駆動システム（１００）。
【請求項６】
前記数式選択手段（１１８）は、単極電圧設定値を計算するための数式（Ｆ３、Ｆ４）に関連づけられたゾーン（Ｚ３、Ｚ４）の少なくとも１つの定義を備える、請求項４または５に記載の回転駆動システム（１００）。
【請求項７】
前記数式選択手段（１１８）は、単極調波の形態、たとえば第１単極調波の形態で設定値を計算するための数式（Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）に関連づけられたゾーン（Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）の少なくとも１つの定義を備える、請求項４から６のいずれか一項に記載の回転駆動システム（１００）
【請求項８】
前記数式選択手段（１１８）は、ゼロ設定値を供給するための数式（Ｆ１）に関連づけられたゾーン（Ｚ１）の少なくとも１つの定義を備える、請求項４から７のいずれか一項に記載の回転駆動システム（１００）
【請求項９】
回転軸（Ａ）を有し、前記回転軸（Ａ）の周りの方向を有する独立の相（ａ、ｂ、ｃ）を備える電動機（１０４）の各々の相（ａ、ｂ、ｃ）を直流電圧源（１０２）へ接続するインバータを制御する方法であって、
単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために各々が意図された、事前に定義された複数の数式から１つの数式を選択する（３１０）ステップと、
前記選択された数式を適用し（３１２）、前記選択された数式に従って、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを決定するステップと、
前記定義された設定値に基づいて前記インバータ（１０６）のコマンドを決定する（３１４）ステップと、
を備える方法。
【請求項１０】
命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記命令は、コンピュータの上で実行されたとき、前記コンピュータに請求項９に記載の方法のステップを実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動システム、インバータを制御する方法、および関連するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、次のものを備える型式の回転駆動システムの使用を含む。
【０００３】
−直流電圧源、
−回転軸を有し、回転軸の周りの方向を有する独立の相を備える電動機、
−各々の相を直流電圧源へ接続するインバータ、および
−コマンドをインバータへ供給する制御デバイス。
【０００４】
幾つかの駆動システムにおいて、制御デバイスは、電動機の中でゼロ単極電流を取得して幾つかの目的を満たすようにインバータを制御し、他の駆動システムにおいて、制御デバイスは、電動機の中で非ゼロ単極電流を取得して他の目的を満たすようにインバータを制御する。
【０００５】
駆動システムの運転中に複数の目的を満たすのに適した駆動システムを有することが探求されるかも知れない。
【発明の概要】
【０００６】
この問題に、少なくとも部分的に対処するため、本発明は、前述した型式の回転駆動システムであって、制御デバイスが、
−事前に定義された複数の数式から１つの数式を選択し、事前に定義された各々の数式が単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために意図された数式選択手段と、
−選択された数式を適用し、選択された数式に従って、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを決定する設定値決定手段と、
−決定された設定値に基づいてインバータのコマンドを決定するコマンド決定手段と、を備えることを特徴とする回転駆動システムに関する。
【０００７】
本発明を用いることによって、電動機の運転中に、電動機の電気的運転を適合させて様々な目的を満たし、特に、異なる単極電流または単極電圧を注入して、これらの目的を満たすことが可能である。
【０００８】
任意選択的に、数式選択手段は、回転駆動システムに関係する少なくとも１つのパラメータに基づいて選択を行う。
【０００９】
任意選択的に、回転駆動システムに関係するパラメータは、電動機の運転特性、たとえば回転速度を含む。
【００１０】
任意選択的に、数式選択手段は、
−回転駆動システムに関係するパラメータによって定義された空間の複数のゾーンであって、事前に定義された複数の数式の１つに各々が関連づけられるゾーンの定義と、
−事前に定義された複数のゾーンから、回転駆動システムに関係するパラメータに対応するゾーンを決定するゾーン決定手段と、
−ゾーン決定手段によって決定されたゾーンに関連づけられた数式を検索する手段と、を備える。
【００１１】
任意選択的に、数式選択手段は、単極電流設定値を計算するための数式に関連づけられたゾーンの少なくとも１つの定義を備える。
【００１２】
任意選択的に、数式選択手段は、単極電圧設定値を計算するための数式に関連づけられたゾーンの少なくとも１つの定義を備える。
【００１３】
任意選択的に、数式選択手段は、単極調波の形態、たとえば第１単極調波の形態で設定値を計算するための数式に関連づけられたゾーンの少なくとも１つの定義を備える。
【００１４】
任意選択的に、数式選択手段は、ゼロ設定値を供給するための数式に関連づけられたゾーンの少なくとも１つの定義を備える。
【００１５】
本発明は、さらに、回転軸を有し、回転軸の周りの方向を有する独立の相を備える電動機の各々の相を直流電圧源へ接続するインバータを制御する方法に関する。この方法は、
−単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために各々が意図された、事前に定義された複数の数式から１つの数式を選択するステップと、
−選択された数式を適用し、選択された数式に従って、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを決定するステップと、
−定義された設定値に基づいてインバータのコマンドを決定するステップと、を備える。
【００１６】
本発明は、さらに、命令を備えるコンピュータプログラムに関する。命令は、コンピュータの上で実行されたとき、コンピュータに本発明に従った方法のステップを実行させる。
【００１７】
添付された図面を参照して、今から本発明の実施形態の例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に従った回転駆動システムの図である。
【図２】複数の運転ゾーンを示す図である。
【図３】図１のシステムのインバータを制御する方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照して、今から本発明に従った回転駆動システム１００を説明する。
【００２０】
回転駆動システム１００は、まず、参照電位Ｍ（グラウンド）に関して直流電圧Ｖを供給する直流電圧源１０２を備える。
【００２１】
回転駆動システム１００は、さらに、電動機１０４を備える。電動機１０４は、それ自体公知のやり方で、固定子（図示されず）および回転子（図示されず）を備えている。回転子は、回転軸Ａの周りに固定子に関して速度Ωで回転し、電磁トルクＣと呼ばれるトルクを供給する。説明される例において、電動機１０４は、さらに、回転軸Ａの周りで均等に配された方向を有する３つの相ａ、ｂ、ｃ、およびｐ個の極を備える。各々の相ａ、ｂ、ｃは２つの端子を有し、相ａ、ｂ、ｃは独立である。すなわち、それらは、端子の１つによって「中性点」と通常呼ばれる共通点へ接続されることはない。相ａ、ｂ、ｃは、それぞれ相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃによって横断され、端子間に相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃを有する。
【００２２】
回転駆動システム１００は、さらに、電動機１０４の各々の相ａ、ｂ、ｃを直流電圧源１０２へ接続するインバータ１０６を備える。インバータ１０６は６つの腕を備え、各々の腕は相ａ、ｂ、ｃのそれぞれの端子に関連づけられる。各々の腕は、関連づけられた端子を電圧ＶまたはグラウンドＭに接続する。各々の腕は、こうして２つのスイッチを備え、これらのスイッチは順次に制御され、それらの中央で、関連づけられた端子へ接続される。こうして、インバータ１０６は、電圧＋Ｖ、その逆−Ｖ、または問題とする相の２つの端子の双方が同じ点（ＶまたはＭ）へ接続されたときのゼロ電圧を、各々の相ａ、ｂ、ｃへ印加する。
【００２３】
回転駆動システム１００は、さらに、固定子に関しての回転子の回転速度Ω、相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、および回転子と固定子との間の角度θを測定するセンサ１０８を備える。
【００２４】
回転駆動システム１００は、さらに、インバータ１０６を制御する制御デバイス１１０を備える。制御デバイス１１０は、速度Ω、相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、角度θ、および固定子に関しての回転子の回転速度設定値Ω＊に従ってインバータ１０６を制御するため、インバータ１０６へコマンドを供給する。速度設定値Ω＊は、たとえばシステム１００が自動車の中で実現されるとき、調速機から受け取られる。インバータ１０６のコマンドは、一般的に、非常に高い頻度のスイッチ開／閉コマンドから成る。制御デバイス１１０は、たとえばコンピュータの形態で具体化される。この場合、この後で詳細に説明される制御デバイス１１０の手段は、たとえばコンピュータメディアの上に記録されてコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムの形態で具体化され、および／またはコンピュータの専用電子回路の形態で具体化される。
【００２５】
制御デバイス１１０は、まず、機械角θに基づいて実用角θ’を決定する手段１１２を備える。実用角θ’は、たとえば機械角θに等しいか電気角に等しい。電気角は、電動機１０４の極対数ｐを機械角θに乗じたものに等しい
制御デバイス１１０は、さらに、直流電流ｉｄ、直角電流ｉｑ、および単極電流ｉｈを決定するため、パーク変換（ｄｑ０変換とも呼ばれる）を相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃへ適用する手段１１４を備える。電流ｉｄ、ｉｑ、およびｉｈは、次の数式に従って与えられる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
したがって、各々の相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、直流電流ｉｄおよび直角電流ｉｑからの１つの成分を備え、単極電流ｉｈからの１つの成分を備える。
【００２８】
制御デバイス１１０は、さらに、速度Ωおよび速度設定値Ω＊に基づいて電動機１０４の電磁トルク設定値Ｃ＊を決定する手段１１６を備える。
【００２９】
制御デバイス１１０は、さらに、数式選択手段１１８を備える。この手段１１８は、事前に定義された様々な複数の数式から１つの数式Ｆを選択する。事前に定義された複数の数式は、たとえばメモリの中に保存されている。事前に定義された複数の数式の数は、説明される例では４つであり、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４で表されている。事前に定義された各々の数式Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、単極電圧設定値または単極電流設定値のいずれかを計算するために意図されている。したがって、各々の数式は、制御されるべき単極電気量、すなわち単極電流ｉｈまたは単極電圧ｖｈのいずれかを定義する。好ましくは、少なくとも１つの数式が単極電流設定値を計算するために意図され、少なくとも１つの他の数式が単極電圧設定値を計算するために意図されている。説明される例において、数式Ｆ１、Ｆ２は単極電流設定値を計算するために意図され、数式Ｆ３、Ｆ４は単極電圧設定値を計算するために意図されている。数式Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、この後で一層詳細に説明される。
【００３０】
説明される例において、選択は、回転駆動システム１００に関係する少なくとも１つのパラメータに基づいて行われる。さらに具体的には、説明される例において、電動機１０４に関係する２つのパラメータ、すなわち速度Ωおよびトルク設定値Ｃ＊が使用される。速度Ωは電動機１０４の運転特性であり、トルク設定値Ｃ＊は電動機１０４の制御特性である。
【００３１】
説明される例において、数式選択手段１１８は、駆動システム１００に関係するパラメータによって定義された空間の複数のゾーンの定義を備える。これらの定義は、たとえばメモリの中に保存されている。電動機１０４に関係する２つのパラメータが使用される例において、この空間は２次元、すなわち平面である。説明される例において、４つのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が定義され、各々のゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４は、それぞれ数式Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の１つに関連づけられる。さらに、説明される例において、各々のゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４は、直流電流設定値ｉｄ＊を計算するための数式、および直角電流設定値ｉｑ＊を計算するための数式に関連づけられる。
【００３２】
したがって、説明される例では、数式選択手段１１８は、まず、ゾーン決定手段１２０を備える。この手段１２０は、事前に定義された複数のゾーンから、電動機１０４に関係するパラメータ、すなわち速度Ωおよびトルク設定値Ｃ＊に対応するゾーンＺを決定する。
【００３３】
数式選択手段１１８は、さらに、ゾーン決定手段１２０によって決定されたゾーンＺに関連づけられた数式Ｆを検索し、直流および直角電流設定値を計算するための数式を検索する手段１２２を備える。
【００３４】
制御デバイス１１０は、さらに、設定値決定手段１２４を備える。この手段１２４は、選択された数式、および特に単極量について選択された数式Ｆを適用することによって、直流電流設定値ｉｄ＊、直角電流設定値ｉｑ＊、および単極電流設定値ｉｈ＊または単極電圧設定値ｖｈ＊のいずれかを決定する。
【００３５】
制御デバイス１１０は、さらに、コマンド決定手段１２６を備える。この手段１２６は、状況に従って、決定された設定値、および特に単極電流設定値または単極電圧設定値に基づいて、インバータ１０６のコマンドを決定する。
【００３６】
説明される例において、コマンド決定手段１２６は、偏差決定手段１２８を備える。この手段１２８は、直流電流偏差Δｉｄ、直角電流偏差Δｉｑ、および制御されるべき単極電気量が単極電流ｉｈであるときの単極電流偏差Δｉｈを決定する。これらの偏差は、それぞれ、直流電流ｉｄと直流電流設定値ｉｄ＊との比較、直角電流ｉｑと直角電流設定値ｉｑ＊との比較、および単極電流ｉｈと単極電流設定値ｉｈ＊との比較に基づいて決定される。
【００３７】
コマンド決定手段１２６は、さらに、コマンド計算手段１３０を備える。この手段１３０は、制御されるべき単極電気量が単極電流ｉｈであるとき、偏差Δｉｄ、Δｉｑ、およびΔｉｈに基づいてインバータ１０６のコマンドを計算し、制御されるべき単極電気量が単極電圧ｖｈであるとき、前の偏差Δｉｄ、Δｉｑ、および単極電圧設定値ｖｈ＊に基づいてインバータ１０６のコマンドを計算する。
【００３８】
図２を参照すると、説明される例では、電動機１０４に関係するパラメータの平面、すなわち平面Ｃ＊−Ωで４つのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が定義される。
【００３９】
ゾーンＺ１は、閾値Ｃ１よりも小さいトルク設定値Ｃ＊、および閾値Ω１よりも小さい速度Ωに対応する。
【００４０】
速度閾値Ω１は、好ましくは、相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃが全て直流電圧源１０２の電圧Ｖに等しいときの相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃに対応する。
【００４１】
ゾーンＺ１は、制御されるべき単極電気量Ｇとして、単極電流に関連づけられ、単極電流設定値ｉｈ＊を計算するための次の数式Ｆ１に関連づけられる。
【００４２】
Ｆ１：ｉｈ＊＝０
さらに、ゾーンＺ１は、直流電流設定値ｉｄ＊および直角電流設定値ｉｑ＊を計算するための次の数式に関連づけられる。
【００４３】
ｉｄ＊＝０
ｉｑ＊＝ｋＣ＊、ここでＣ＊≦Ｃ１
したがって、単極電流はゾーンＺ１の中で許されないので、損失は電動機１０４の中で最小レベルにある。直流電圧源１０２の電圧Ｖに対応する速度閾値Ω１へ速度が到達していない間、またはインバータ１０６が供給できる電流制限に対応する閾値Ｃ１よりもトルク設定値が小さい間、この戦略を使用し得る。
【００４４】
ゾーンＺ２は、閾値Ｃ１と閾値Ｃ２との間のトルク設定値Ｃ＊、および閾値Ω１よりも小さい速度Ωに対応する。
【００４５】
ゾーンＺ２は、単極電流設定値ｉｈ＊を計算するための次の数式Ｆ２に関連づけられる。
【００４６】
Ｆ２：ｉｈ＊＝ｋ２ｓｉｎ（３ｐΩｔ＋φ２）
したがって、単極電流設定値ｉｈ＊は、第３調波、すなわち相電流の基本周波数よりも３倍高い周波数の波の形態である。この基本周波数は、電動機１０４の極対数ｐを回転速度Ωに乗じたものに等しい周波数を有する。
【００４７】
係数ｋ２および位相シフトφ２は、相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃのピーク値を低減するように選ばれる。理論的には、位相シフトφ２がゼロのとき、最適の場合が得られる。
【００４８】
さらに、ゾーンＺ２は、直流電流設定値ｉｄ＊および直角電流設定値ｉｑ＊を計算するための次の数式に関連づけられる。
【００４９】
ｉｄ＊＝０
ｉｑ＊＝ｋＣ＊、ここでＣ＊≦Ｃ２
一般的な規則として、各々の相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、インバータ１０６の構造に対応する電流制限ｉｍａｘによって制限される。他の成分、特に単極成分が存在しない場合、基本成分Ｈ１も、こうして、この制限ｉｍａｘによって制限される。
【００５０】
しかしながら、ゾーンＺ２において、インバータ１０６によって供給された各々の相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、基本成分Ｈ１および単極成分Ｈ３を備える。ゾーンＺ２において、直流および直角電流設定値ｉｄ＊、ｉｑ＊はｉｍａｘよりも大きい基本成分Ｈ１の存在を生じさせるが、単極成分Ｈ３の設定値は電流のピーク値を低減するように選ばれ、基本成分Ｈ１と単極成分Ｈ３との合計が電流制限ｉｍａｘの下に留まるようにされる。次の数式は上記を総括する。
【００５１】
Ｈ１＋Ｈ３≦ｉｍａｘ
Ｍａｘ（Ｈ１）＞ｉｍａｘ
したがって、基本成分は、単極成分Ｈ３の存在から生じる損失の代償として、より高いため、電動機１０４は、受け取られた基本電流成分Ｈ１に（および、単極成分Ｈ３に非常に小さく）応答して、ゾーンＺ１よりもゾーンＺ２で大きなトルクを取得し得る。
【００５２】
ゾーンＺ３は、閾値Ω１と閾値Ω２との間の速度Ω、および閾値Ｃ３よりも小さいトルク設定値Ｃ＊に対応する。閾値Ｃ３は、速度Ωが閾値Ω１に等しいときの閾値Ｃ１から、速度Ωが閾値Ω２に等しいときのゼロ閾値まで、速度Ωが増加するときに減少する。
【００５３】
ゾーンＺ３は、単極電圧設定値ｖｈ＊を計算するための次の数式Ｆ３に関連づけられる。
【００５４】
Ｆ３：ｖｈ＊＝ｋ３ｓｉｎ（３ｐΩｔ＋φ３）
したがって、単極電圧設定値ｖｈ＊は、第３調波、すなわち、相電流の基本周波数よりも３倍高い周波数の波の形態である。この基本周波数は、電動機１０４の極対数ｐを回転速度Ωに乗じたものに等しい周波数を有する。
【００５５】
さらに、ゾーンＺ３は、直流電流設定値ｉｄ＊および直角電流設定値ｉｑ＊を計算するための次の数式に関連づけられる。
【００５６】
ｉｄ＊＝ｆ（ｉｑ＊，ｉｈ＊，Ω，Ｖ）
ｉｑ＊＝ｋＣ＊
ここで、ｆは適切に選ばれた関数であり、Ｃ＊≦Ｃ３である。
【００５７】
一般的な規則として、各々の相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃは、直流電圧源１０２の電圧Ｖによって制限される。他の成分、特に単極成分が存在しない場合、Ｈ１で表される基本成分も、こうして、この電圧Ｖによって制限される。
【００５８】
しかしながら、ゾーンＺ３において、インバータ１０６によって供給された各々の相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃは、基本成分Ｈ１および単極成分Ｈ３を備える。ゾーンＺ３において、直流および直角電流設定値ｉｄ＊、ｉｑ＊はＶよりも大きい基本成分Ｈ１の存在を生じさせるが、単極成分Ｈ３の設定値は電圧のピーク値を低減するように選ばれ、基本成分Ｈ１と単極成分Ｈ３との合計が電圧制限Ｖの下に留まるようにされる。次の数式は上記を総括する。
【００５９】
Ｈ１＋Ｈ３≦Ｖ
Ｍａｘ（Ｈ１）＞Ｖ
したがって、基本成分は、単極成分Ｈ３の存在から生じる損失の代償として、より高いため、電動機１０４は、受け取られた基本電圧成分Ｈ１に（および、単極成分Ｈ３に非常に小さく）応答して、ゾーンＺ１よりもゾーンＺ３で大きい速度を取得し得る。
【００６０】
ゾーンＺ４は、閾値Ω１と閾値Ω３との間の速度Ω、およびゾーンＺ３と閾値Ｃ４との間のトルク設定値Ｃ＊に対応する。閾値Ｃ４は、速度Ωが閾値Ω１に等しいときの閾値Ｃ２から、速度Ωが閾値Ω３に等しいときのゼロ閾値まで、速度Ωが増加するときに減少する。
【００６１】
ゾーンＺ４は、単極電圧設定値ｖｈ＊を計算するための次の数式Ｆ４に関連づけられる。
【００６２】
Ｆ４：ｖｈ＊＝ｋ４ｓｉｎ（３ｐΩｔ＋φ４）
さらに、ゾーンＺ４は、直流電流設定値ｉｄ＊および直角電流設定値ｉｑ＊を計算するための次の数式に関連づけられる。
【００６３】
ｉｄ＊＝ｇ（ｉｑ＊，ｉｈ＊，Ω，Ｖ）
ｉｑ＊＝ｋＣ＊
ここで、ｇは適切に選ばれた関数であり、Ｃ＊≦Ｃ４である。
【００６４】
ゾーンＺ４において、インバータ１０６によって供給された各々の相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃは、基本成分Ｈ１および単極成分Ｈ３を備える。結果として、インバータ１０６によって供給された各々の相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、基本成分Ｈ’１および単極成分Ｈ’３を備える。ゾーンＺ４において、直流および直角電流設定値ｉｄ＊、ｉｑ＊は、Ｖよりも大きい基本成分Ｈ１の存在、および同時にｉｍａｘよりも大きい基本成分Ｈ’１の存在を生じさせる。単極成分Ｈ３の設定値は、一方では、電圧のピーク値を低減して基本成分Ｈ１と単極成分Ｈ３との合計が電圧制限Ｖの下に留まるように選ばれ、他方では、ピーク電流値を減少させる単極成分Ｈ’３を誘起して、基本成分Ｈ’１と単極成分Ｈ’３との合計が電流制限ｉｍａｘの下に留まるように選ばれる。次の数式は上記を総括する。
【００６５】
Ｈ１＋Ｈ３≦Ｖ
Ｈ’１＋Ｈ’３≦ｉｍａｘ
Ｍａｘ（Ｈ１）＞Ｖ
Ｍａｘ（Ｈ’１）＞ｉｍａｘ
したがって、基本成分Ｈ１、Ｈ’１は、単極成分Ｈ３、Ｈ’３の存在から生じる損失の代償として、より大きいため、電動機１０４は、受け取られた基本成分Ｈ１、Ｈ’１に（および、単極成分Ｈ３、Ｈ’３に非常に小さく）応答して、ゾーンＺ３よりもゾーンＺ４で大きい速度およびトルクを取得し得る。
【００６６】
代替として、ゾーンＺ４は、単極電流設定値ｉｈ＊を計算するための次の数式Ｆ４に関連づけられる。
【００６７】
Ｆ４：ｉｈ＊＝ｋ’４ｓｉｎ（３ｐΩｔ＋φ’４）
図３を参照して、今からインバータ１０６を制御する方法３００を説明する。
【００６８】
ステップ３０２の間に、センサ１０８は、速度Ω、角度θ、および相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃを測定し、これらの測定値を制御デバイス１１０へ供給する。
【００６９】
ステップ３０４の間に、実用角決定手段１１２は、機械角θに基づいて実用角θ’を決定する。
【００７０】
ステップ３０６の間に、パーク変換適用手段１１４は、直流電流ｉｄ、直角電流ｉｑ、および単極電流ｉｈを決定する。
【００７１】
ステップ３０８の間に、設定値決定手段１１６は、速度Ωおよび速度設定値Ω＊に基づいてトルク設定値Ｃ＊を決定する。
【００７２】
ステップ３１０の間に、数式選択手段１１８は、事前に定義された数式Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４から１つの数式Ｆを選択する。
【００７３】
ステップ３１２の間に、設定値決定手段１２４は、選択された数式Ｆを適用することによって、直流電流設定値ｉｄ＊、直角電流設定値ｉｑ＊、および単極電流または単極電圧設定値のいずれかを決定する。
【００７４】
ステップ３１４の間に、コマンド決定手段１２６は、特にステップ３１２で定義された単極設定値に基づいて、インバータ１０６のコマンドを決定し、このコマンドをインバータ１０６へ適用する。
【００７５】
上記で説明したように、各々の相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃおよび各々の相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃは、単極電流ｉｈまたは単極電圧からの成分を有する。したがって、適切に選ばれた設定値により単極電流または単極電圧を調整することによって、要求されるように相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃまたは相電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃの形状を修正することが可能である。
【００７６】
本発明は、上記で説明された実施形態の例へ限定されず、反対に、添付された特許請求の範囲によって定義される。その範囲は、当業者の一般的知識を使用して設計されるのに適した任意の代替の修正および構成まで広がる。
特に、ゾーンＺ１でゼロ単極電流を適用するのではなく、一定の単極電圧を適用し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2014207854000001.pdf