(57)【要約】【課題】直流電源の電圧を昇圧するコンバータを含む同期機制御装置において、動作停止後、動作復帰させる際、直流電源の損傷を防止して確実に復帰させることと、復帰にかかる時間を短縮させることを両立させた同期機制御装置等をうる。【解決手段】動作復帰時、回転速度、トルク指令から演算される電力演算値が閾値以上の場合は、インバータとコンバータ対して同時に動作許可指示を発行する。一方、電力演算値が閾値未満の場合は、インバータの電力が閾値以上になるよう動作指示を出してからコンバータに対して動作許可指示を発行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を昇圧するコンバータと、
昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して同期機に電力を供給する１つ以上のインバータと、
前記コンバータと前記１つ以上のインバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は前記コンバータと前記１つ以上のインバータが動作を開始する際に前記コンバータと前記インバータの動作開始順を切り替える統合制御部を含み、
前記統合制御部は、前記コンバータと前記１つ以上のインバータを動作を開始させる際に、
１つ以上のインバータの電力演算値が閾値以上となるように動作させた後にコンバータの動作を開始させるという第１の動作開始順と、
１つ以上のインバータとコンバータを同時に動作を開始させるという第２の動作開始順と、
で切り替えて制御を行う、同期機制御装置。
【請求項２】
前記統合制御部は、前記同期機の回転速度とトルク指令から演算される電力演算値に従って前記第１の動作開始順と前記第２の動作開始順を切り替える、請求項１に記載の同期機制御装置。
【請求項３】
前記統合制御部は、前記同期機の回転速度とトルク指令から演算される電力演算値と、前記同期機の回転速度に従って前記第１の動作開始順と前記第２の動作開始順を切り替える、請求項１に記載の同期機制御装置。
【請求項４】
直流電圧を昇圧するコンバータと、昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して同期機に電力を供給する１つ以上のインバータと、を備えた同期機制御装置において、
前記コンバータと前記１つ以上のインバータが動作を開始する際に動作開始順を、
１つ以上のインバータの電力演算値が閾値以上となるように動作させた後にコンバータの動作を開始させるという第１の動作開始順と、
１つ以上のインバータとコンバータを同時に動作を開始させるという第２の動作開始順と、
で切り替えて制御を行う、同期機制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換手段を備え同期機を回転駆動する同期機制御装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同期機制御装置は、インバータを用いて直流電源の電圧を交流電圧に変換して、同期機に電力を供給する。同期機制御装置には、効率改善のため、直流電源の電圧を昇圧してインバータに電力を供給するコンバータを搭載するものもある(例えば下記特許文献１参照)。
【０００３】
このような構成の同期機制御装置で動作復帰時を行う際、例えばコンバータの動作開始前にインバータの回生動作開始を行うと、コンバータ内のコンデンサに電荷が蓄積され、過電圧が発生する恐れがある。また例えば同期機が高回転速度で動作していて、インバータの動作が停止している状態でコンバータの動作が開始されると、インバータが全波整流状態となり、直流電源に回生電流が流れることになる。バッテリが満充電状態で回生電流が流れると直流電源が損傷する恐れがある。
【０００４】
そこで、このような動作復帰時の過電圧、直流電源損傷を防止する方法として、まず、インバータを回生動作禁止した状態で動作させ、その後にコンバータの動作を開始することで復帰処理を行っている。コンバータの動作が開始されるまでの間、インバータで回生動作が行われないため、インバータの端子間電圧を平滑化するためのコンバータ内の平滑コンデンサに電荷がたまることはなく、過電圧を防止することができる。また、インバータが回生以外の状態になってからコンバータを動作させるため、直流電源の損傷も防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５４３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、直流電源の電圧を昇圧するコンバータを含む従来の同期機制御装置では、動作復帰時に、例えばバッテリが満充電状態で回生電流が流れることを防止するために、インバータを回生動作禁止した状態で動作させ、その後コンバータを動作させていた。従って、インバータを回生動作できるようになるのは、コンバータ動作が開始された後になるため、インバータの所望の動作が回生の場合、動作復帰に時間がかかることになる。一方、インバータが複数接続され、いずれかのインバータが回生動作の場合でも、インバータの電力の合計値が０以上であれば、インバータの端子間電圧を平滑化するためのコンバータ内の平滑コンデンサに電荷がたまることはなく、過電圧は発生しない。従って従来の手法は回生動作禁止が不要な場合でも、回生動作禁止を行い、所望の動作への復帰時間を必要以上に長くしてしまう恐れがあった。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、直流電源の電圧を昇圧するコンバータを含む同期機制御装置において、動作停止後、動作復帰させる際、直流電源の損傷を防止して確実に復帰させることと、復帰にかかる時間を短縮させることの両立をさせた同期機制御装置およびその制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、直流電圧を昇圧するコンバータと、昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して同期機に電力を供給する１つ以上のインバータと、前記コンバータと前記１つ以上のインバータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記コンバータと前記１つ以上のインバータが動作を開始する際に前記コンバータと前記インバータの動作開始順を切り替える統合制御部を含み、前記統合制御部は、前記コンバータと前記１つ以上のインバータを動作を開始させる際に、１つ以上のインバータの電力演算値が閾値以上となるように動作させた後にコンバータの動作を開始させるという第１の動作開始順と、１つ以上のインバータとコンバータを同時に動作を開始させるという第２の動作開始順と、で切り替えて制御を行う、同期機制御装置等にある。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、直流電源の電圧を昇圧するコンバータを含む同期機制御装置において、動作停止後、動作復帰させる際、直流電源の損傷を防止して確実に復帰させることと、復帰にかかる時間を短縮させることを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１および２による同期機制御装置を含む同期機制御システムの一例を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１および２における制御部の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１における統合制御部の動作フローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２における統合制御部の動作フローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１および２の別の形態の同期機制御装置を含む同期機制御システムの一例を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態１および２のさらに別の形態の同期機制御装置を含む同期機制御システムの一例を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態１および２のさらに別の形態の同期機制御装置を含む同期機制御システムの一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明による同期機制御装置およびその制御方法を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１および２による同期機制御装置を含む同期機制御システムの一例を示す構成図である。同期機制御システムは、直流電源ＤＣＰＳと、同期機制御装置ＳＣＤ１、例えば２つの同期機１，２を含む。
同期機制御装置ＳＣＤ１は、インバータ１１、１１ａと、コンバータ１２と、制御部１３から構成される。
【００１３】
インバータ１１は、後述するＣ２コンデンサ１７ｂの直流電圧を交流電圧に変換して、同期機１に供給する。インバータ１１は、スイッチ素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆと、ダイオード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆと、電流検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｃから構成される。
【００１４】
スイッチ素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆは、後述する制御部１３からのスイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１に従って、スイッチＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００１５】
ダイオード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆは、一方方向(図１では、下から上の方向)のみ電流を流す。接続されたスイッチ素子がＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)の場合はエミッタからコレクタの方向となる。
【００１６】
電流検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、同期機１の三相電流を検出し、制御部１３に出力する。
【００１７】
インバータ１１ａは、後述するＣ２コンデンサ１７ｂの直流電圧を交流電圧に変換して、同期機２に供給する。インバータ１１ａの構成は、インバータ１１と同様である。
コンバータ１２は、直流電源ＤＣＰＳの直流電圧を昇圧して、インバータ１１、１１ａに供給する。コンバータ１２は、スイッチ素子１４ｇ、１４ｈ、と、ダイオード１５ｇ、１５ｈｂと、Ｃ１コンデンサ１７ａと、Ｃ２コンデンサ１７ｂと、リアクトル１８と、放電抵抗１９から構成される。
【００１８】
Ｃ１コンデンサ１７ａは、電源電圧２の端子間電圧を平滑化する。
Ｃ２コンデンサ１７ｂは、インバータ１１、１１ａの端子間電圧を平滑化する。
放電抵抗１９は、同期機制御装置ＳＣＤ１の動作停止時にＣ２コンデンサ１７ｂの電荷を放電するために入れられている。
【００１９】
インバータ１１，１１ａおよびコンバータ１２の回路構成は基本的なインバータ、コンバータの構成であり、詳細な説明は省略する。また、この発明では多くの検出ファクタがあるため、一部を除き、以下の説明では説明の便宜上、検出器等の図示や詳細な説明は省略する。
制御部１３の演算処理部分は、ソフトウェアで構成する場合には、後述する各機能を実行するプログラムおよび各機能を実行するのに必要な各種データを記憶したメモリと、メモリに格納されたプログラムおよび各種データに従って処理を行うプロセッサからなるコンピュータで構成され得る。ハードウェアで構成する場合には、各種機能を実行する１つまたは複数のディジタル回路で構成され、付随する各種データはディジタル回路に予め組み込んでおく。
【００２０】
制御部１３は、同期機１に内蔵されている角度検出器に対して同期機１励磁信号を出力し、角度検出器(図示省略)が出力した同期機１角度検出器出力電圧を取得する。また、制御器１３は、概略、
Ｃ２コンデンサ１７ｂの電圧、
同期機１の三相電流、
同期機１角度検出器出力電圧、
同期機１トルク指令
より、トルク指令通りの実トルクが同期機１から出力されるよう、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１を生成する。
【００２１】
また、制御器１３は、同期機２に内蔵されている角度検出器に対して同期機２励磁信号を出力し、角度検出器(図示省略)が出力した同期機２角度検出器出力電圧を取得する。また、制御器１３は、
Ｃ２コンデンサ１７ｂの電圧、
同期機２の三相電流、
同期機２角度検出器出力電圧、
同期機２トルク指令
より、トルク指令通りの実トルクが同期機２から出力されるよう、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号２を生成する。
【００２２】
また、制御器１３は、
同期機１トルク指令、
同期機１回転速度、
同期機２トルク指令、
同期機２回転速度、
Ｃ２コンデンサ電圧
を用いて、Ｃ２コンデンサ電圧の目標値を算出する。また、Ｃ２コンデンサ１７ｂの電圧の実値が目標値と一致するよう、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号３を生成する。
【００２３】
図２は、この発明の実施の形態１における制御器１３の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２において、第１の角度・回転速度演算部１０１は、同期機１の角度検出器に対して同期機１励磁信号を出力し、角度検出器より同期機１角度検出器出力電圧を取得する。そして、同期機１角度検出器出力電圧より同期機１角度、同期機１回転速度を算出する。
【００２４】
第２の角度・回転速度演算部１０１ａは、同期機２の角度検出器に対して同期機２励磁信号を出力し、角度検出器より同期機２角度検出器出力電圧を取得する。そして、同期機２角度検出器出力電圧より同期機２角度、同期機２回転速度を算出する。
【００２５】
統合制御部１０２は、
同期機１回転速度、
同期機２回転速度、
同期機１トルク指令、
同期機２トルク指令、
Ｃ２コンデンサ電圧、
統合動作許可指令
を入力とする。
同期機１回転速度は第１の角度・回転速度演算部１０１から得られ、
同期機２回転速度は第２の角度・回転速度演算部１０１ａから得られ、
同期機１トルク指令と同期機２トルク指令と統合動作許可指令は同期機制御装置ＳＣＤ１外部から得られ、
Ｃ２コンデンサ電圧は図示を省略して電圧検出器より得られる。
【００２６】
そして、
インバータ１動作許可指令、
インバータ１強制モード、
インバータ１強制指令、
インバータ２動作許可指令、
インバータ２強制モード、
インバータ２強制指令、
コンバータ動作許可指令
を算出する。
【００２７】
統合制御部１０２は、
Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１以上または統合動作許可指令：禁止の場合、
インバータ１動作許可指令：禁止、
インバータ２動作許可指令：禁止、
コンバータ動作許可指令：禁止
を出力する。
一方、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１未満かつ統合動作許可指令：許可の場合、
インバータ１動作許可指令：許可、
インバータ２動作許可指令：許可、
コンバータ動作許可指令：許可
を出力する。
但し、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１以上または統合動作許可指令：禁止の状態から、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１未満かつ統合動作許可指令：許可の状態に切り替わった際、一定の条件が成立した場合、一定時間経過してからコンバータ動作許可：禁止から許可に切り替える。詳細は、後述する図３を用いて説明する。
【００２８】
インバータ制御部１０３は、
同期機１三相電流、
同期機１トルク指令、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機１角度、
同期機１回転速度、
インバータ１動作許可指令、
インバータ１強制モード、
インバータ１強制指令
より、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１を生成する。
同期機１三相電流は電流検出器１６から得られ、
同期機１トルク指令は同期機制御装置ＳＣＤ１外部から得られ、
Ｃ２コンデンサ電圧は図示を省略した電圧検出器から得られ、
同期機１角度と同期機１回転速度は第１の角度・回転速度演算部１０１から得られ、
インバータ１動作許可指令とインバータ１強制モードとインバータ１強制指令は統合制御部１０２から得られる。
【００２９】
インバータ制御部１０３は、インバータ１動作許可指令：禁止の場合、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１：ＯＦＦに固定する。
一方、インバータ１動作許可指令：許可かつインバータ１強制モード：ＯＦＦの場合、同期機１トルク指令通りの実トルクが同期機１から出力されるよう、
同期機１三相電流、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機１角度、
同期機１回転速度
を用いて、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１を生成する。
また、インバータ１動作許可指令：許可かつインバータ１強制モード：ＯＮの場合、インバータ１強制指令通りの実トルクが同期機１から出力されるよう、
同期機１三相電流、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機１角度、
同期機１回転速度
を用いて、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号１を生成する。
【００３０】
インバータ制御部１０３ａは、
同期機２三相電流、
同期機２トルク指令、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機２角度、
同期機２回転速度、
インバータ２動作許可指令、
インバータ２強制モード、
インバータ２強制指令
より、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号２を生成する。
同期機２三相電流は電流検出器１６から得られ、
同期機２トルク指令は同期機制御装置ＳＣＤ１外部から得られ、
Ｃ２コンデンサ電圧は図示を省略した電圧検出器から得られ、
同期機２角度と同期機２回転速度は第２の角度・回転速度演算部１０１ａから得られ、
インバータ２動作許可指令とインバータ２強制モードとインバータ２強制指令は統合制御部１０２から得られる。
インバータ制御部１０３ａは、インバータ２動作許可指令：禁止の場合、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号２を：ＯＦＦに固定する。
一方、インバータ２動作許可指令：許可かつインバータ１強制モード：ＯＦＦの場合、同期機２トルク指令通りの実トルクが同期機２から出力されるよう、
同期機２三相電流、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機２角度、
同期機２回転速度
を用いて、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号２を生成する。
また、インバータ２動作許可指令：許可かつインバータ２強制モード：ＯＮの場合、インバータ２強制指令通りの実トルクが同期機２から出力されるよう、
同期機２三相電流、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機２角度、
同期機２回転速度
を用いて、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号２を生成する。
【００３１】
コンバータ制御部１０４は、
Ｃ１コンデンサ電圧、
Ｃ２コンデンサ電圧、
同期機１トルク指令、
同期機１回転速度、
同期機２トルク指令、
同期機２回転速度、
コンバータ動作許可指令
から、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号３を生成する。
Ｃ１コンデンサ電圧とＣ２コンデンサ電圧は図示を省略した電圧検出器から得られ、
同期機１トルク指令と同期機２トルク指令は同期機制御装置ＳＣＤ１外部から得られ、
同期機１回転速度は第１の角度・回転速度演算部１０１から得られ、
同期機２回転速度は第２の角度・回転速度演算部１０１ａから得られ、
コンバータ動作許可指令は統合制御部１０２から得られる。
【００３２】
コンバータ制御部１０４は、コンバータ動作許可指令：禁止の場合、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号３：ＯＦＦに固定する。
一方、コンバータ動作許可指令：許可の場合、
Ｃ１コンデンサ電圧、
同期機１トルク指令、
同期機１回転速度、
同期機２トルク指令、
同期機２回転速度
よりＣ２コンデンサ電圧の目標値を算出し、その目標値通りのＣ２コンデンサ電圧になるよう、Ｃ１コンデンサ電圧、Ｃ２コンデンサ電圧を用いてスイッチＯＮ／ＯＦＦ信号３を生成する。
【００３３】
図３は、本実施の形態１における統合制御部１０２の動作を示すフローチャートである。
Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１以上または統合動作許可指令：禁止になった場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの動作を行う。ここで、閾値１は例えば、スイッチ素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈの耐圧電圧、ダイオード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈの耐圧電圧、Ｃ１コンデンサ１７の耐圧電圧、Ｃ２コンデンサの耐圧電圧の内、最も低い値に設定する。
【００３４】
まず、ステップＳ１０１において、
インバータ１動作許可指令：禁止、
インバータ２動作許可指令：禁止、
コンバータ動作許可指令：禁止
に切り替え、ステップＳ１０２に進む。
【００３５】
ステップＳ１０２において、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値２未満かつ統合動作許可指令：許可の条件を満たしているか否かを判定し、条件を満たしていなければステップＳ１０３に進み、条件を満たしていればステップＳ１０４に進む。閾値２は、閾値１より低い値に設定する。
【００３６】
ステップＳ１０３において、一定時間待機し、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０４において、電力演算値が閾値３以上であればステップＳ１０５に進み、電力演算値が閾値３未満であればステップＳ１０６に進む。
閾値３としては、例えば０Ｗ[ワット]を設定してもよい。また、例えば、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値２の時点からインバータ１１と、インバータ１１ａが電力演算値α(α＜０Ｗ[ワット])で一定時間動作した際、Ｃ２コンデンサ電圧が閾値１以内に収まる最小のαを設定値としてもよい。また、電力演算値は例えば以下のように演算する。例えば、
同期機１回転速度、
同期機１トルク指令、
同期機２回転速度、
同期機２トルク指令
より以下の式(１)より算出してもよい。
【００３７】
(電力演算値)＝(同期機１回転速度)×(２π／６０)×(同期機１トルク指令)
＋(同期機２回転速度)×(２π／６０)×(同期機２トルク指令)
(１)
【００３８】
また、例えば、同期機１回転速度と同期機１トルク指令に応じて変化する同期機１の損失とインバータ１１の損失、同期機２回転速度と同期機２トルク指令に応じて変化する同期機２の損失とインバータ１１ａの損失をそれぞれマップの形式で記憶しておき、同期機１回転速度と同期機１トルク指令から同期機１の損失とインバータ１１の損失をマップ引きすることで算出し、同期機２回転速度と同期機２トルク指令から同期機２の損失とインバータ１１ａの損失をマップ引きすることで算出し、電力演算値を次式(２)から算出してもよい。
【００３９】
(電力演算値)＝(同期機１回転速度)×(２π／６０)×(同期機１トルク指令)
＋(同期機２回転速度)×(２π／６０)×(同期機２トルク指令)
＋(同期機１の損失)＋(インバータ１１の損失)
＋(同期機２の損失)＋(インバータ１１ａの損失)
(２)
【００４０】
ステップＳ１０５において、
インバータ１動作許可指令、
インバータ２動作許可指令、
コンバータ動作許可指令
を許可に切り替え、処理を終了する。
ステップＳ１０６において、
インバータ１強制指令、インバータ２強制指令をＯＮに切り替え、
インバータ１動作許可指令、インバータ２動作許可指令を許可に切り替える。
またインバータ１強制指令、インバータ２強制指令を出力する。
【００４１】
インバータ１強制指令、インバータ２強制指令としては、例えば両者ともに０[Ｎｍ]以上の値に設定してもよい。また、例えば下記式(３)に示す電力演算値が閾値３以上となるように設定してもよい。
【００４２】
(電力演算値)＝(同期機１回転速度)×(２π／６０)×(インバータ１強制指令)
＋(同期機２回転速度)×(２π／６０)×(インバータ２強制指令)
(３)
【００４３】
ステップＳ１０７において、一定時間待機し、ステップＳ１０８に進む。ここで、待機時間の設定は、例えば
インバータ１動作許可指令：許可に切り替えてから、インバータ強制指令通りの実トルクが出力されるようになるまでかかる時間と、
インバータ２動作許可指令：許可に切り替えてから、インバータ強制指令通りの実トルクが出力されるようになるまでかかる時間
の内、大きな値の方を設定する。
【００４４】
ステップＳ１０８において、コンバータ動作許可指令：禁止を送信し、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９において、一定時間待機し、ステップＳ１１０に進む。ここで、待機時間の設定は、例えばコンバータ１２が、Ｃ２コンデンサ電圧が指令通りの値になるまでにかかる時間に設定する。また、Ｃ２コンデンサ電圧がＣ１コンデンサ電圧以下の場合は、例えば、スイッチ素子１４ｇがＯＮ状態固定になり、かつスイッチ素子１４ｈがＯＦＦ状態固定になるまでにかかる時間に設定する。
【００４５】
ステップＳ１１０において、インバータ１強制指令、インバータ２強制指令をＯＦＦに切り替え、インバータ１１、１１ａを通常動作の状態に戻し、処理を終了する。
【００４６】
上記特許文献１の手法は、インバータ１１、１１ａ、コンバータ１２の動作を再開する場合、
同期機１回転速度、
同期機１トルク指令、
同期機２回転速度、
同期機２トルク指令
の値に依らず、まず、インバータ１１、１１ａを回生禁止状態で動作させ、その後、コンバータ１２を動作させる。インバータ１１、１１ａが回生動作できるようになるのは、コンバータ１２動作開始後となるため、その分だけ動作再開が遅れることになる。
【００４７】
一方、本実施の形態１の同期機制御装置は、電力演算値が閾値３未満であれば、回生動作を禁止することなく、インバータ１１、１１ａ、コンバータ１２の動作を開始するため、特許文献１の手法より動作復帰を早くすることができる。
以上のように、実施の形態１の同期機制御装置では、同期機の動作開始時、確実に動作を開始させることと、動作開始にかかる時間を短縮させることを両立することができる。
【００４８】
実施の形態２．
上記実施の形態１の同期機制御装置は、ステップＳ１０４で算出される電力演算値が閾値３以上の場合、
インバータ１動作許可指令、
インバータ２動作許可指令、
コンバータ動作許可指令
を同時に許可に切り替える。そのため、コンバータ１２の動作が、インバータ１１、インバータ１１ａの動作よりも早く始まる可能性がある。ここで、直流電源ＤＣＰＳが満充電状態で、同期機１または同期機２が高回転速度で動作している場合、インバータ１１またはインバータ１１ａが全波整流状態になり、直流電源ＤＣＰＳに回生電流が流れ、直流電源ＤＣＰＳが損傷する恐れがある。
【００４９】
本実施の形態２の同期機制御装置は、同期機１、または同期機２が高回転速度で動作している場合、コンバータ１２の動作前に、インバータ１１とインバータ１１ａの電力演算値が閾値３以上で動作させることにより、直流電源ＤＣＰＳに回生電流が流れ、直流電源２を損傷することを防止する。
【００５０】
本実施の形態２の同期機制御装置の構成は、図１，２で説明した上記実施の形態１の同期機制御装置と同じである。
【００５１】
図４は、本実施の形態２の同期機制御装置の統合制御部１０２の動作を示すフローチャートである。本実施の形態２の統合制御部１０２の動作は、上記実施の形態１の統合制御部１０２の動作とほぼ同じであるが、図３に示した実施の形態１の統合制御部１０２のステップＳ１０４の処理が、実施の形態２の統合制御部１０２では図４に示すステップＳ１１２の処理内容となっているところが異なる。
【００５２】
ステップＳ１１２において、
電力演算値が閾値３未満、または
同期機１回転速度が閾値４以上、または
同期機２回転速度が閾値５以上
の場合ステップＳ１０６に進み、条件が成立しない場合はステップＳ１０５に進む。
【００５３】
閾値４は、例えば同期機１の回転によって発生する誘起電圧が直流電源ＤＣＰＳの電圧を上回る回転速度に設定する。
閾値５は、例えば同期機２の回転によって発生する誘起電圧が直流電源ＤＣＰＳの電圧を上回る回転速度に設定する。
本実施の形態２の同期機制御装置は、同期機１、同期機２の回転速度がそれぞれの閾値以上の場合についてもインバータ１１、インバータ１１ａの電力演算値が閾値３以上になるよう動作させてから、コンバータ１２の動作を開始する。よって、本実施の形態１の同期機制御装置のように、インバータ１１、インバータ１１ａの動作よりもコンバータ１２の動作が早く始まり、直流電源２に回生電流が流れ、直流電源ＤＣＰＳが損傷することを防止することができる。
以上のように、実施の形態２の同期機制御装置では、同期機の動作開始時、直流電源に回生電流が流れ、直流電源を損傷することを防止することができる。
【００５４】
なお、上記実施の形態１，２では図１に示す同期機、インバータがそれぞれ２つの場合を例として挙げたが、同期機、インバータの数はそれぞれ１つ以上であればよい。例えば、図５に示す同期機制御装置ＳＣＤ２ように同期機、インバータが１つずつであってもよい。
【００５５】
また、コンバータについては、図６に示す同期機制御装置ＳＣＤ３のコンバータ１２ａのように、インバータの電源側に接続する上側のスイッチ素子とダイオードからなるスイッチ回路と、インバータのアース側に接続する下側のスイッチ素子とダイオードからなるスイッチ回路とを、それぞれ２つのスイッチ回路を直列に接続して構成し、スイッチ素子１４ｈの電源側とスイッチ素子１４ｉのアース側をコンデンサ１７ｃに接続した構成としてもよい。
【００５６】
また、例えばコンバータについて、図７に示す同期機制御装置ＳＣＤ４のコンバータ１２ｂのように、直列接続された２つのスイッチ回路と１つのリアクトルからなるコンバータ回路を２つ並列に接続した構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１、２  同期機、１１、１１ａ  インバータ、１２、１２ａ、１２ｂ  コンバータ、
１３  制御部、１４ａ−１４ｊ  スイッチ素子、１５ａ−１５ｊ  ダイオード、
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  電流検出部、１７ａ−１７ｃ  コンデンサ、
１８、１８ａ  リアクトル、１９  放電抵抗、１０１  第１の角度・回転速度演算部、
１０１ａ  第２の角度・回転速度演算部、１０２  統合制御部、
１０３、１０３ａ  インバータ制御部、１０４  コンバータ制御部。
【図１】
2018207622.tif 000003
【図２】
2018207622.tif 000004
【図３】
2018207622.tif 000005
【図４】
2018207622.tif 000006
【図５】
2018207622.tif 000007
【図６】
2018207622.tif 000008
【図７】
2018207622.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月19日(2018.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
ステップＳ１０８において、コンバータ動作許可指令：許可を送信し、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９において、一定時間待機し、ステップＳ１１０に進む。ここで、待機時間の設定は、例えばコンバータ１２が、Ｃ２コンデンサ電圧が指令通りの値になるまでにかかる時間に設定する。また、Ｃ２コンデンサ電圧がＣ１コンデンサ電圧以下の場合は、例えば、スイッチ素子１４ｇがＯＮ状態固定になり、かつスイッチ素子１４ｈがＯＦＦ状態固定になるまでにかかる時間に設定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
本実施の形態２の同期機制御装置は、同期機１、または同期機２が高回転速度で動作している場合、コンバータ１２の動作前に、インバータ１１とインバータ１１ａの動作を開始させることにより、直流電源ＤＣＰＳに回生電流が流れ、直流電源２を損傷することを防止する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
閾値４は、例えば同期機１の回転によって発生する誘起電圧が直流電源ＤＣＰＳの電圧を上回る回転速度に設定する。
閾値５は、例えば同期機２の回転によって発生する誘起電圧が直流電源ＤＣＰＳの電圧を上回る回転速度に設定する。
本実施の形態２の同期機制御装置は、同期機１、同期機２の回転速度がそれぞれの閾値以上の場合、インバータ１１、インバータ１１ａの動作を開始させてから、コンバータ１２の動作を開始する。よって、本実施の形態１の同期機制御装置のように、インバータ１１、インバータ１１ａの動作よりもコンバータ１２の動作が早く始まり、直流電源２に回生電流が流れ、直流電源ＤＣＰＳが損傷することを防止することができる。
以上のように、実施の形態２の同期機制御装置では、同期機の動作開始時、直流電源に回生電流が流れ、直流電源を損傷することを防止することができる。