(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータ内部品の損傷やコンタクタの接点故障を抑制しながら、バッテリとインバータを遮断しシステムを保護するモータ制御装置を提供する。【解決手段】コンタクタ２，３を開状態にすることでバッテリ１とインバータ５を遮断し、コンタクタを閉状態にすることでバッテリとインバータを接続するコンタクタ制御手段７０と、モータ６への交流電圧の供給および停止を制御するインバータ制御手段とを有し、インバータは、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子と、それぞれのスイッチング素子に並列に接続された還流ダイオード４００と、スイッチングサージを吸収するための平滑コンデンサ４とを備え、モータは、磁力を発生するための励磁コイル２００を備え、バッテリとインバータを遮断する前に、インバータを停止し、所定の待機時間の経過を待ち、その後、コンタクタを閉状態から開状態に制御するようモータ制御装置９を構成する。【選択図】図１
2015091145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリとインバータがコンタクタを介し接続され、前記バッテリの直流電圧を前記インバータにより交流電圧に変換し交流モータに印加するモータ制御装置であって、
前記コンタクタを開状態にすることで前記バッテリと前記インバータを遮断し、前記コンタクタを閉状態にすることで前記バッテリと前記インバータを接続するコンタクタ制御手段と、前記モータへの交流電圧の供給および停止を制御するインバータ制御手段とを有し、
前記インバータは、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子と、それぞれのスイッチング素子に並列に接続された還流ダイオードと、スイッチングサージを吸収するための平滑コンデンサとを備え、
前記モータは、磁力を発生するための励磁コイルを備え、
前記バッテリと前記インバータを、接続された状態から遮断された状態にする前に、
インバータを停止し、さらに所定の待機時間の経過を待ち、
その後、前記コンタクタを閉状態から開状態に制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
さらに前記励磁コイルを流れる電流を検出する電流検出回路を有し、
前記待機時間は、前記励磁コイルを流れる電流、前記平滑コンデンサの特性と、励磁コイルの特性から決定した時間、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
さらに前記平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を有し、
前記待機時間は、
前記励磁コイルを流れる電流、前記平滑コンデンサの特性と、励磁コイルの特性と、インバータ停止時点の前記平滑コンデンサの電圧と、予め定めたインバータの上限電圧、から決定した時間、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記待機時間ｔは、
前記励磁コイルを流れる電流Ｉａｃと、前記平滑コンデンサの容量Ｃと、前記励磁コイルのインダクタンスＬと、励磁コイルからバッテリまでの通電経路の総インピーダンスＺと、前記インバータ停止時点の平滑コンデンサの電圧Ｖ０と、前記予め定めたインバータ５の上限電圧Ｖｌｉｍを用いて、
ｔ ＝ − Ｌ／Ｚ Ｘ Ｌｎ（（Ｖｌｉｍ−Ｖ０）×√（Ｃ／Ｌ） ／ Ｉａｃ ）
と定めることを特徴としたモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
さらに前記励磁コイルを流れる電流を検出する電流検出回路、前記平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を有し、
前記待機時間は、前記励磁コイルを流れる電流が、前記平滑コンデンサの特性と、励磁コイルの特性とから決定した電流を下回るまで、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御装置において、
前記待機時間は、
前記励磁コイルを流れる電流Ｉａｃと、前記平滑コンデンサの容量Ｃと、前記励磁コイルのインダクタンスＬと、前記平滑コンデンサの電圧Ｖｄｃと、前記予め定めたインバータの上限電圧Ｖｌｉｍを用いて、下式が成立するまで、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
Ｉａｃ  ≦  （Ｖｌｉｍ−Ｖｄｃ）／（√（Ｌ／Ｃ））
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記待機時間は、前記モータが回生制御中のみ設ける、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載のモータ制御装置において、
前記待機時間ｔは、
前記励磁コイルを流れる電流Ｉａｃと、前記平滑コンデンサの容量Ｃと、前記励磁コイルのインダクタンスＬと、前記インバータ停止時点の平滑コンデンサの電圧Ｖ０と、前記予め定めたインバータの上限電圧Ｖｌｉｍが、
Ｉａｃ  ＞  （Ｖｌｉｍ−Ｖ０）  ×  √（Ｃ／Ｌ）
の条件を満たすときのみ設ける、
とすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記コンタクタと電気的に直列に接続されたヒューズを備える、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記インバータと前記バッテリの間に電流を検出する電流検出回路を備え、
前記電流検出回路が予め定めた過電流しきい値以上の電流を検出したときは、
前記待機時間の経過を待たない、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモータ制御装置において、
前記過電流しきい値は、前記コンタクタが溶着する電流より小さい、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータ制御装置において、
前記コンタクタと電気的に直列に接続されたヒューズを備え、
前記ヒューズが溶断する電流は、前記コンタクタが溶着する電流より小さい、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のモータ制御装置において、
前記コンタクタと電気的に直列に接続されたヒューズを備え、
前記ヒューズが溶断する電流は、前記コンタクタが溶着する電流より小さく、
かつ、
前記過電流しきい値は、前記ヒューズが溶断する電流より小さく設定する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源の電圧をインバータにより交流電圧に変換し、交流モータに印加することで交流モータを駆動するシステムにおいては、インバータと直流電源の間にコンタクタが配置され、コンタクタを開状態と閉状態に制御することでインバータと直流電源の電気的な遮断と接続が実施される。
【０００３】
近年、数多く開発されているハイブリッド自動車および電気自動車のモータ駆動システムにおいては、車軸と連結される車両駆動用のモータに必要とされる出力は数１０ｋＷとされ、この高出力を達成するため永久磁石を内蔵したモータが多く使用されている。
【０００４】
直流電源としてはニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリが使用され、バッテリから持ち出される電力もモータの出力に応じて高くなり、バッテリの電圧は数１００Ｖ以上になり、コンタクタを介してバッテリとインバータ間に流れる電流は数１０Ａ以上になる。
【０００５】
このような高いエネルギーを蓄積できるバッテリは、特にバッテリの充電量が高い状態、すなわちエネルギーを蓄積した状態での故障を避ける必要がある。そのためモータ駆動システムが故障し、バッテリの過充電、ないし過大な電流供給につながる可能性があるときは、可能な限り短時間で、バッテリへの充電電流の遮断を行う必要がある。
【０００６】
前述の永久磁石を内蔵したモータを自動車に搭載している場合、システムの故障を検知しインバータを停止したとしても、モータは回転していれば永久磁石により誘起電圧を発生するため、誘起電圧がバッテリ電圧より高ければ、インバータ内スイッチング素子のダイオードを介してバッテリへの充電が続いてしまう。
【０００７】
このことから、充電電流の遮断にはコンタクタの開放、またはヒューズにより通電経路を遮断する必要がある。
【０００８】
また、即座に電流遮断をする必要がある極めて大きな電流が発生するような重大な故障時は、インバータ破損とヒューズ溶断が予想され、修理ないし交換が必要となる可能性がある一方で、比較的軽微な、数秒以内に電流遮断ができれば良い程度の過電流は、コンタクタ開放により保護するためヒューズ交換を不要とできる。
【０００９】
特許文献１では、このようなコンタクタとヒューズを用いて、モータが発生する過電流からバッテリを保護するための構成が示されている。
【００１０】
特許文献２では、電源とモータの間に介されるコンタクタには、並列に抵抗が接続され、通電中にコンタクタを開放しても、電圧上昇が抑えられる手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３７８７７０１号公報
【特許文献２】特許第３７５９７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の方法では、モータが回生制御を行いバッテリに充電している状態で、コンタクタを開放、またはヒューズが溶断すると、モータの励磁コイルのインダクタンスにより、コンタクタからモータ側の電圧が急上昇し、インバータ内のスイッチング素子やコンデンサなどの部品を損傷する可能性がある。
【００１３】
特許文献２の方法は、一般的な電源とモータの関係では有効であるが、前述の永久磁石を内蔵したモータを自動車に搭載している場合、この手法を用いると、モータは回転していれば永久磁石による誘起電圧により、このコンタクタに並列に接続された抵抗に電流が流れ続けてしまい、過熱する可能性がある。また、さらに電源がバッテリである場合、過充電となる恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明は、モータが回生発電を行っているときに、何らかの故障を検知しコンタクタを開放しなくてはならないとき、インバータ内のスイッチング素子やコンデンサなどの部品を損傷することなく、バッテリおよび駆動システムを保護することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、バッテリとインバータがコンタクタを介し接続され、前記バッテリの直流電圧を前記インバータにより交流電圧に変換し交流モータに印加するモータ制御装置であって、前記コンタクタを開状態にすることで前記バッテリと前記インバータを遮断し、前記コンタクタを閉状態にすることで前記バッテリと前記インバータを接続するコンタクタ制御手段と、前記モータへの交流電圧の供給および停止を制御するインバータ制御手段とを有し、前記インバータは、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子と、それぞれのスイッチング素子に並列に接続された還流ダイオードと、スイッチングサージを吸収するための平滑コンデンサとを備え、前記モータは、磁力を発生するための励磁コイルを備え、前記バッテリと前記インバータを、接続された状態から遮断された状態にする前に、インバータを停止し、さらに所定の待機時間の経過を待ち、その後、前記コンタクタを閉状態から開状態に制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インバータ内部品の損傷やコンタクタの接点故障を抑制しながら、バッテリとインバータを遮断しシステムを保護するモータ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例に係るモータ制御装置の概略図。
【図２】実施例に係るモータ制御装置の起動から停止までのフローチャート。
【図３】実施例に係るモータ制御装置の停止時のタイミングチャート。
【図４】実施例に係るモータ制御装置の起動から停止までのフローチャート（別例）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
［実施例］  
図１は、本発明の実施形態によるモータ制御装置であり、直流電源であるバッテリ１と、メインコンタクタ２と、サブコンタクタ３と、コンデンサ４と、インバータ５と、モータ６と、交流電流検出回路７と、磁極位置検出回路８と、制御装置９と、励磁コイル２００と、ヒューズ３００を備える。
【００１９】
バッテリ１はニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの２次電池であり、１００Ｖから３００Ｖ程度の高い電圧を保持する。
【００２０】
メインコンタクタ２はバッテリ１とインバータ５の間に直列に、サブコンタクタ３は抵抗を介してメインコンタクタ２に並列に接続され、両コンタクタは制御装置９に配置されたコンタクタ制御装置７０により開状態および閉状態に制御される。
【００２１】
インバータ５は６個のトランジスタを備え、２個のトランジスタが直列接続され、Ｕ相上アームとＵ相下アームを構成し、別の２個のトランジスタが直列接続され、Ｖ相上アームとＶ相下アームを構成し、残りの２個のトランジスタが直列接続され、Ｗ相上アームとＷ相下アームを構成する。なお、各トランジスタのコレクタとエミッタ間には電気的に逆並列にダイオードが接続される。
【００２２】
制御装置９は、インバータ５の中の６個のトランジスタのゲート端子に制御信号（ＰＷＭ信号）を出力し、各トランジスタをオンオフ制御することで、モータ６の電機子に供給する電機子電流を制御して、モータ６のトルクを制御する。
【００２３】
インバータ５にはトランジスタのスイッチングにより発生する直流電圧のリプルを平滑化するためのコンデンサ４が配置される。
【００２４】
モータ６は磁石を内蔵した３相交流同期モータであり、図示してはいないがＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相分の巻線を有するステータと巻線に電流が流れることで変化する磁束によって回転力が発生する回転子の２つの部分から主として構成される。
【００２５】
モータ６に配置される磁極位置検出回路８は、回転子の回転により変化する磁極位置θを検出し、その検出値は制御装置９内に伝達される。制御装置９内では回転数演算回路８０が磁極位置θよりモータ６の回転数ωを生成する。
【００２６】
制御装置９は、電流マップ回路１０と、ＰＩ制御回路２０と、ｄｑ／３相変換回路３０と、ＰＷＭ信号生成回路４０と、３相／ｄｑ変換回路５０と、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０と、コンタクタ制御回路７０と、回転数演算回路８０から構成され、外部からの起動指令または停止指令とトルク指令値を受信する。
【００２７】
電流マップ回路１０は、外部トルク指令に基づいて、指令値となるトルクを出力するための励磁分電流指令値であるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とトルク分電流指令値であるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を、モータ６の回転数ωに応じて生成する。
【００２８】
ＰＩ制御回路２０は、電流マップ回路１０から得られたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、後述するようにして検出されたモータ６の実電流値Ｉｄ，Ｉｑとを比較し、その差分に対してＰＩ演算を施して、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊とを生成する。
【００２９】
ＰＩ制御回路２０の出力はｄｑ／３相変換回路３０に入力され、ｄｑ／３相変換回路３０は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊から、モータ６を駆動するための３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを磁極位置θに応じて生成する。
【００３０】
ＰＷＭ信号生成回路４０は、３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、インバータ５の６個のトランジスタをオンオフ制御するためのＰＷＭ駆動信号を生成する。
【００３１】
モータ６に流れるＵ相電流Ｉｕ，Ｖ相電流Ｉｖ，Ｗ相電流Ｉｗは交流電流検出回路７により検出され、検出された３相分の電流値は３相／ｄｑ変換回路５０により、磁極位置θに応じて励磁分ｄ軸実電流Ｉｄとトルク分ｑ軸実電流Ｉｑに変換され、ＰＩ制御回路２０に供給される。
【００３２】
このフィードバック制御ループにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ＊はモータ６の実電流値Ｉｄ、Ｉｑと一致することで、モータ６はトルク指令に対応するトルクを出力し、その応答時間はＰＩ制御回路２０で設定される応答時定数に応じる。
【００３３】
尚、本実施例では、電流指令値とモータ６の実電流値を一致させるためのフィードバック制御としてＰＩ制御を用いているが、ＰＩＤ制御など他の制御手法を用いても構わない。
【００３４】
ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０は、制御装置９が起動指令を受信した際には、ＰＷＭ信号が、ＰＷＭ信号生成回路４０からのＰＷＭ信号がインバータ５への入力となる側へ切り替えられ、制御装置９が停止指令を受信した際には、ＰＷＭ信号がＯＦＦとなる側へ切り替えられる。
【００３５】
コンタクタ制御回路７０は、制御装置９が起動指令を受信した際にはバッテリ１とインバータ５の接続を行うために、はじめにサブコンタクタ３を閉状態にすることでインバータ５内のコンデンサ４に充電を行う。コンデンサ４に十分に充電が行われるとメインコンタクタ２が閉状態となり、サブコンタクタ３は開状態に制御され、バッテリ１とインバータ５は接続される。
【００３６】
コンタクタ制御回路７０は、制御装置９の停止指令の受信をトリガとして後述する条件によってバッテリ１とインバータ５を遮断するためにメインコンタクタ２を開状態にする。
【００３７】
以下、バッテリ１とインバータ５を遮断する際のシステムの動作を説明する。
【００３８】
制御装置９は起動指令受信中は、外部トルク指令値に基づきインバータ５にＰＷＭ信号を送りモータ６のトルクを制御する。
【００３９】
運転者が車両を停車した後にキーオフ操作を行うときは、制御装置９は停止指令を受信し、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０が、インバータ５へのＰＷＭ信号入力がＯＦＦとなる側へ切り替えられ、バッテリ１からモータ６への電流の供給が停止する。また同時にコンタクタ制御７０からメインコンタクタ２を開放状態に制御する。このメインコンタクタ２は、一般に、少なくとも正常状態での直流電流Ｉｄｃの最大値の数倍以上、例えば数千Ａ以上の遮断が可能な比較的大容量のコンタクタが用いられ、コンタクタ制御７０が開放の制御を開始してから実際に開放状態になるまでに、一般に数１０ｍｓを必要とする。したがって、すでにバッテリ１からモータ６への電流が停止した後にコンタクタが開放される。結果、モータ駆動システムは安全に運転停止する。
【００４０】
一方で、走行中に、モータ駆動システムが、例えば電流検出回路１００が所定の値以上の電流を検出して異常と判断するなど、診断保護の観点からモータ駆動システムを、モータ６が動作しているときに停止する場合、モータ６が回生出力をしているか力行出力をしているかで現象が異なる。
【００４１】
まず、モータ６が力行出力をしているときに、制御装置９が停止指令を受信した場合、前述の運転者が車両を停車した後にキーオフ操作を行う場合と同様、制御装置９は停止指令を受信し、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０が、インバータ５へのＰＷＭ信号入力がＯＦＦとなる側へ切り替えられ、バッテリ１からモータ６への電流の供給が停止、同時にコンタクタ制御７０からメインコンタクタ２を開放状態に制御され、数１０ｍｓ後にメインコンタクタ２が開放状態となり、モータ駆動システムは安全に運転停止する。
【００４２】
次に、モータ６が回生出力をしているときに、制御装置９が停止指令を受信した場合、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０が、インバータ５へのＰＷＭ信号入力がＯＦＦとなる側へ切り替えられ、バッテリ１からモータ６への励磁電流の供給が停止する。モータ６が回生出力をしているときは、励磁電流の供給を停止しても、励磁コイル２００のインダクタンスによりダイオード４００の順方向の電圧が直ちには低下せず、モータ６からメインコンタクタ２を経由しバッテリ１に回生方向の電流が一定時間維持される。
【００４３】
このときコンタクタ制御７０は、この回生方向の電流が十分に低下し、メインコンタクタ２を開放したときに発生する電圧上昇がインバータ５に損傷を与えない範囲に収束する時間を、待機時間ｔを演算する。
【００４４】
この待機時間ｔは、交流電流検出回路７、および電圧検出回路５００より、それぞれ交流電流Ｉａｃおよび平滑コンデンサ電圧Ｖｄｃの、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０が、インバータ５へのＰＷＭ信号入力がＯＦＦとなる側へ切り替えられる瞬間の回生電流の値Ｉ０およびＶ０を取得し、予め定めた前記平滑コンデンサの容量Ｃと、前記励磁コイルのインダクタンスＬと、励磁コイル２００からバッテリ１までの通電経路の総インピーダンスＺと、インバータの上限電圧Ｖｌｉｍを用いて、下式より算出される。なお式中のＬｎは自然対数をあらわす。
ｔ ＝ − Ｌ／Ｚ × Ｌｎ（（Ｖｌｉｍ−Ｖ０）×√（Ｃ／Ｌ） ／ Ｉ０ ）
【００４５】
コンタクタ制御７０は、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０がインバータ５へのＰＷＭ信号入力がＯＦＦとなる側へ切り替えられる瞬間から、この待機時間ｔが経過まで待機し、その後メインコンタクタ２を開放状態に制御する。
【００４６】
これにより、インバータ５の損傷を避けることができる最短の時間でメインコンタクタ２を開放できる。なお、メインコンタクタ２を開放するとき、メインコンタクタ２に流れる電流は０となるとは限らないが、前述のように、メインコンタクタ２の遮断容量は一般に、最大電流の数倍異常の遮断容量を持っており、メインコンタクタ２は問題なく開放状態に制御できる。結果、モータ駆動システムは安全に運転停止する。
【００４７】
例えば、Ｉ０を３相合計で１０００Ａ、Ｖ０を５００Ｖ、Ｃを１００μＦ、Ｌを１００μＨ、Ｚを１０ｍΩ、Ｖｌｉｍを６００Ｖとすると、待機時間ｔは約２３ｍｓと算出される。これは、メインコンタクタの応答時間は前述の通り数１０ｍｓであるのに対し同程度の時間であり、待ち時間として十分に実用に耐える値である。
【００４８】
また、Ｉ０のみを３相合計で１００Ａとし、他条件を前述の値を用いると、待機時間ｔは０ｍｓとなり、待機時間は不要となる。
【００４９】
このような、ちょうど待機時間ｔが０となるモータ６の電流ＩａｃをＩｔとすると、
Ｉｔ＝Ｖｌｉｍ／（√（Ｌ／Ｃ））で求められる。
【００５０】
メインコンタクタ２を遮断する条件を、待機時間ｔを計算して経過を待つ代わりに、このＩｔを利用し、モータ６の電流ＩａｃがＩｔ以下になったとき、としても良い。
【００５１】
図２に、システムへの電源投入と起動指令によるバッテリ１とインバータ５の接続から、停止指令とバッテリ１とインバータ５の遮断によるシステム停止までをフローチャートにて示す。
【００５２】
システムの電源投入後、制御装置９がステップＳ１にて起動指令を受信すると、コンタクタ制御回路７０はステップＳ２にて、メインコンタクタ２を閉状態にする。図示してはいないが、メインコンタクタ２はサブコンタクタ３によりコンデンサ４に十分に充電を実施された後で閉状態にされ、サブコンタクタ３は開状態にされる。
【００５３】
これによりステップＳ３のＰＷＭ信号出力をＯＮ状態にし、インバータ５０へのＰＷＭ信号出力がＰＷＭ回路４０の出力となる側へ切り替えられ、外部トルク指令値に従いステップＳ４のモータ６をトルク制御する状態となり、制御装置９がステップＳ５にて停止要求を受信すると、ＰＷＭ信号切り替えスイッチ６０はＰＷＭ信号出力をＯＦＦ状態にして、インバータ５０へのＰＷＭ信号出力がＯＦＦとなる側へ切り替えられ、そうでない場合は外部トルク指令値によるモータ６の制御は継続される。
【００５４】
ステップＳ７にて、ステップＳ６の実施からコンタクタ制御７０で演算される、待機時間ｔの時間が経過したことが確認されると、コンタクタ制御回路７０はステップＳ８にてメインコンタクタ２を開状態にする。
【００５５】
ここで、図４に示すように、ステップＳ７の代わりに、ステップＳ１７を用い、下式を用いてモータ電流Ｉａｃ所定値以下か否か、の判断処理を行い、
Ｉａｃ≦Ｖｌｉｍ／（√（Ｌ／Ｃ））
条件成立後、コンタクタ制御回路７０はステップＳ８にてメインコンタクタ２を開状態にする、としても良い。
【００５６】
図３に、制御装置９が起動指令を受信中にモータ６を回生状態で制御し、励磁コイル２００の３相合計１０００Ａの電流が流れている状態から、停止指令を受信してＰＷＭ信号出力をＯＦＦし、メインコンタクタ２を閉状態から開状態にした後、コンデンサ４の電圧が最高値まで上昇するまでのタイミングチャートを示す。
【００５７】
時間Ｔ１において停止指令が受信されると、時間Ｔ２においてインバータ５へのＰＷＭ信号入力はＰＷＭ回路４０の出力からＯＦＦ状態に切り替わり、モータ６への励磁電流が停止する。
【００５８】
その後、モータ６の電流Ｉａｃはダイオード４００を通過して直流電流としてメインコンタクタ２に流れバッテリ１に達し、これら経路の抵抗により時間の経過と共に低下する。
【００５９】
コンタクタ制御回路７０の待機時間ｔの演算結果２３ｍｓに従い、ＰＷＭ信号をＯＦＦ状態に切り替えてから２３ｍｓ後の時間Ｔ３に、メインコンタクタ２を閉状態から開状態に制御する。
【００６０】
メインコンタクタ２を開状態に制御すると、モータ６には励磁コイル２００を流れる電流Ｉａｃが１００Ａ流れているので、励磁コイル２００のインダクタンスとコンデンサ４の静電容量、これら回路の抵抗により、モータ電流Ｉａｃとコンデンサ電圧Ｖｄｃは減衰振動を始める。回路の抵抗が十分に小さいと仮定すると、ＶｄｃはＶ０の５００Ｖから上昇を始め、ちょうどインバータ５の上限電圧Ｖｌｉｍの６００Ｖに達する。その後コンデンサ電圧Ｖｄｃは下降と上昇を繰り返し振動しながら、回路の抵抗により減衰し０Ｖに向けて低下してゆく。モータ電流Ｉａｃは１００Ａを最大値として下降と上昇を繰り返し振動しながら回路の抵抗により減衰し０Ａに向けて低下してゆく。回路の抵抗が大きい場合は振動せずに収束する場合もある。いずれの場合も最終的に電圧０Ｖ、電流０Ａに向けて低下する。
【００６１】
本発明は、一般的なモータ制御回路に、待機時間を演算するコンタクタ制御回路を追加することで実現できるため複雑な構成とならず、またコンタクタ制御回路の追加は制御プログラムの変更により実現可能なため、部品追加によるコストの増加はない。
【００６２】
以上説明は、磁石を内蔵した３相交流同期モータに本実施形態を適用した場合について述べたが、磁石を内蔵しない誘導モータや３相ではない交流モータにも適用が可能であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００６３】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本実施形態の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本実施形態の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１  バッテリ
２  メインコンタクタ
３  サブコンタクタ
４  コンデンサ
５  インバータ
６  モータ
７  交流電流検出回路
８  磁極位置検出回路
９  制御装置
１０  電流マップ回路
２０  ＰＩ制御回路
３０  ｄｑ／３相変換回路
４０  ＰＷＭ信号生成回路
５０  ３相／ｄｑ変換回路
６０  ＰＷＭ信号切り替えスイッチ
７０  コンタクタ制御回路
８０  回転数演算回路
１００  電流検出回路
２００  励磁コイル
３００  ヒューズ
４００  ダイオード
５００  電圧検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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