(57)【要約】【課題】回転電機冷却システムにおいて、巻線部のサージストレスに適切に対応できる冷却を行うことである。【解決手段】回転電機冷却システム１０は、巻線部１６を含む回転電機１２と、回転電機１２に接続される駆動回路２２と、冷媒供給装置２４と、冷媒供給装置２４に接続される３つの冷媒流路２８と、冷媒流路２８に設けられた調整弁部２６と、制御部４０を含んで構成される。制御部４０は、回転電機１２の動作点を取得する動作点取得部４２と、動作点の相違に応じて、３つの冷媒流路２８のそれぞれに供給する冷媒量を調整する冷媒量調整部４４を含んで構成される。制御部４０に接続される記憶部５０には、サージストレスが最大となる巻線部１６の部位と回転電機１２の動作点の関係を示す動作点領域ファイル５２が記憶される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の巻線部における複数の部位にそれぞれ冷媒を供給する複数の冷媒流路と、
回転電機の動作点に基づいて、サージストレスが高い巻線部の部位にサージストレスの低い巻線部の部位よりも多くの冷媒量を供給するように、複数の冷媒流路のそれぞれに供給する冷媒量を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
制御部は、
サージストレスが最大となる巻線部の部位と回転電機の動作点の関係を予め求めて記憶することを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機冷却システムにおいて、
巻線部は、
駆動信号が入力される入力部、及び回転電機の固定子に巻回される巻回部を有し、
制御部は、
巻線部の部位について、サージストレスに対し回転電機の駆動信号のスイッチングスピードが支配的となる部位、及び駆動信号のオーバーシュートが支配的となる部位を区別し、
回転電機の動作点を回転電機の駆動電流値の大きさで区別し、
駆動電流値が大きい動作点では駆動信号のオーバーシュートが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となり、駆動電流値が小さい動作点では駆動信号のスイッチングスピードが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となることに基づいて、巻線部の複数の部位におけるサージストレスの分布と回転電機の動作点とを関連付けて記憶することを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機冷却システムにおいて、
制御部は、
駆動電流値が大きい動作点のときに巻線部の入力部の部位に最大の冷媒量を供給するようにし、駆動電流値が小さい動作点のときに巻線部の巻回部の部位に最大の冷媒量を供給するように冷媒量を調整することを特徴とする回転電機冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機冷却システムに係り、特に、回転電機巻線部を冷却する回転電機冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される回転電機等は、動作に伴い発熱するので、冷却が行われる。回転電機の発熱は、必ずしも一様ではないので、回転電機の温度上昇を適切に抑制するには、冷却の仕方を工夫することが必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車両用回転電機の冷却装置として、回転電機の動作点によって鉄損と銅損の発生度合が異なることに応じて冷却油の供給を変更することが述べられている。ここでは、回転電機の回転数Ｎの上昇に伴い鉄損が増加してステータコアの積層鋼板部分の発熱量が大きくなり、回転電機のトルクＴの上昇に伴い銅損が増加してコイルエンドの部分の発熱量が大きくなることを指摘している。
【０００４】
冷却パイプは、ステータコアに冷却油を噴出する噴出口の方がコイルエンドに冷却油を噴出する噴出口よりも大きなパイプＡと、逆にコイルエンドに冷却油を噴出する噴出口の方がステータコアに冷却油を噴出する噴出口よりも大きなパイプＢとに分岐している。そして、回転電機の回転数ＮとトルクＴを取得して回転電機の動作点を鉄損が大きい領域か銅損の大きい領域かを判断し、鉄損が大きい領域の動作点のときは、パイプＡへの冷却油の供給量を多くし、銅損が大きい領域の動作点のときは、パイプＢへの冷却油の供給量を多くすることが述べられている。
【０００５】
特許文献２には、車両用流体供給装置として、リザーバから作動流体を汲み上げてモータ回転数に応じた圧力で吐出するポンプと、作動流体を冷却流体としてモータに導く複数の冷却流路を備え、冷却流路の少なくとも１つにリリーフ弁を設けることが述べられている。ここで、リリーフ弁は、上流側の冷却流路に作用する流体圧力が所定値未満のときにその冷却流路を遮断し、所定値以上のときにその冷却流路を導通する。所定値は、モータの回転数が低速域のときに圧力を確保し、高速域での過大圧を防止する観点から設定される。この構成によれば、モータの低速域ではリリーフ弁が遮断し、冷却流路の数が少なくなり、モータの高速域ではリリーフ弁が導通して冷却流路の数を多くできると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６３７５３号公報
【特許文献２】特開２００９−１１８６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、回転電機の回転数、トルク等の動作点に応じて冷却の仕方を変更することが述べられている。ところで、回転電機の巻線には交流の駆動信号が供給されるので、駆動信号のオンオフに従ってサージ電圧が発生し、それがストレスとなる。サージ電圧は、駆動電圧に重畳するので、巻線間あるいは巻線とそれ以外の要素との間における放電耐圧限界を超えると部分放電を生じ得る。回転電機の温度が高いと、放電耐圧限界が低下する。このように、サージストレスに対しても適切な冷却が必要と考えられるが、従来技術ではそのような配慮が不十分である。
【０００８】
本発明の目的は、回転電機におけるサージストレスに適切に対応できる回転電機冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転電機冷却システムは、回転電機の巻線部における複数の部位にそれぞれ冷媒を供給する複数の冷媒流路と、回転電機の動作点に基づいて、サージストレスが高い巻線部の部位にサージストレスの低い巻線部の部位よりも多くの冷媒量を供給するように、複数の冷媒流路のそれぞれに供給する冷媒量を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、回転電機冷却システムにおいて、制御部は、サージストレスが最大となる巻線部の部位と回転電機の動作点の関係を予め求めて記憶することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る回転電機冷却システムにおいて、巻線部は、駆動信号が入力される入力部、及び回転電機の固定子に巻回される巻回部を有し、制御部は、巻線部の部位について、サージストレスに対し回転電機の駆動信号のスイッチングスピードが支配的となる部位、及び駆動信号のオーバーシュートが支配的となる部位を区別し、回転電機の動作点を回転電機の駆動電流値の大きさで区別し、駆動電流値が大きい動作点では駆動信号のオーバーシュートが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となり、駆動電流値が小さい動作点では駆動信号のスイッチングスピードが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となることに基づいて、巻線部の複数の部位におけるサージストレスの分布と回転電機の動作点とを関連付けて記憶することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機冷却システムにおいて、制御部は、駆動電流値が大きい動作点のときに巻線部の入力部の部位に最大の冷媒量を供給するようにし、駆動電流値が小さい動作点のときに巻線部の巻回部の部位に最大の冷媒量を供給するように冷媒量を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により、回転電機冷却システムは、回転電機の動作点に基づいて、サージストレスが高い巻線部の部位にサージストレスの低い巻線部の部位よりも多くの冷媒量を供給するように、複数の冷媒流路のそれぞれに供給する冷媒量を調整する。このように、サージストレスの分布に合わせて冷媒の配分を制御することで、サージストレスによる部分放電を回転電機の全体及び全動作点において発生しないようにできる。
【００１４】
また、回転電機冷却システムにおいて、サージストレスが最大となる巻線部の部位と回転電機の動作点の関係を予め求めて記憶する。回転電機の動作点によってサージストレスの大きさ及び最大のサージストレスの発生個所が異なるが、回転電機の構造、駆動方法等が定まれば、これを実験的、あるいはシミュレーションによって予め求めておくことができる。このサージストレスが最大となる巻線部の部位と回転電機の動作点の関係を記憶することで、回転電機の動作点に応じてサージストレスが最大となる巻線部の部位を読み出し、その部位に重点的に冷媒を配分する制御を行うことができる。
【００１５】
また、回転電機冷却システムにおいて、駆動電流値が大きい動作点では駆動信号のオーバーシュートが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となり、駆動電流値が小さい動作点では駆動信号のスイッチングスピードが支配的となる巻線部の部位でサージストレスが最大となることに基づいて、巻線部の複数の部位におけるサージストレスの分布と回転電機の動作点とを関連付けて記憶する。
【００１６】
サージストレスの大きさを決める要素は、電圧のオーバーシュートの大きさと、駆動信号のスイッチングスピードの速さがある。駆動電流値が大きいとオーバーシュートが大きくなる。また、巻線部の部位の中で、中性点から離れた部位ほどオーバーシュートの効き方が大きい。これらのことから、駆動電流値が大きい動作点では、オーバーシュートが支配的となる個所でサージストレスが最大となり、駆動電流値が小さい動作点では、相対的にスイッチングスピードが支配的となる個所でサージストレスが最大となる。これに基づいて、巻線部の複数の部位におけるサージストレスの分布と回転電機の動作点とを関連付けることができ、その関連付けを記憶できる。
【００１７】
また、回転電機冷却システムにおいて、駆動電流値が大きい動作点のときに巻線部の入力部の部位に最大の冷媒量を供給するようにし、駆動電流値が小さい動作点のときに巻線部の巻回部の部位に最大の冷媒量を供給するように冷媒量を調整する。回転電機の構造、駆動方法等によるが、例えば、オーバーシュートが支配的となる個所が巻線部の入力部であるときは、駆動電流値が大きい動作点のときに、巻線部の入力部の部位を冷却し、駆動電流値が小さい動作点のときに、巻線部の巻回部の部位を冷却する。これによって、サージストレスによる部分放電を回転電機の全体及び全動作点において発生しないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施の形態における回転電機冷却システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、サージストレスが最大となる巻線部の部位と回転電機の動作点の関係を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、回転電機の冷媒量制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る実施の形態において、回転電機の動作点の領域と、駆動信号と、サージストレスが最大となる巻線部の部位との関係の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、リカバリサージにおけるスイッチングスピードとオーバーシュートの様子を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、オフサージにおけるスイッチングスピードとオーバーシュートの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、冷却を行う回転電機として、車両に搭載される回転電機を述べるが、これは説明のための例示であって、車両搭載以外の回転電機であってもよい。
【００２０】
また、回転電機として、三相同期型回転電機を述べるが、これは説明のための例示であって、スイッチング駆動される回転電機であればよい。巻線部は、分布巻構造であっても集中巻構造であっても構わない。また、冷却流路として、巻線部の３つの部位をそれぞれ冷却する構成を述べるが、これは説明のための例示であって、２つの部位、４以上の部位に分けて、冷媒の分配制御を行うものであってもよい。冷媒は、冷却油であってもよく、冷却水であってもよく、場合によっては冷却風であってもよい。
【００２１】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００２２】
図１は、車両に搭載される回転電機１２を冷却する回転電機冷却システム１０の構成を示す図である。この回転電機冷却システム１０は、回転電機１２の動作点によって異なってくる巻線部におけるサージストレスの分布に応じて、サージストレスの大きい巻線部の部位を冷却し、サージストレスによる部分放電を回転電機１２の全体について、また全部の動作点について発生しないようにする機能を有する。
【００２３】
回転電機冷却システム１０は、巻線部１６を含む回転電機１２と、回転電機１２に接続される駆動回路２２と、冷媒供給装置２４と、冷媒供給装置２４に接続され回転電機１２の巻線部１６の３つの部位にそれぞれ冷媒を供給する３つの冷媒流路２８と、冷媒流路２８に設けられた調整弁部２６と、これらの要素の動作を全体として制御する制御部４０を含んで構成される。
【００２４】
回転電機１２は、車両に搭載される三相同期型回転電機であって、駆動回路２２によって駆動される。回転電機１２は、固定子と回転子を有するが、図１では回転子の図示を省略した。回転子は、固定子コア１４と、固定子コア１４に巻回される巻線部１６を含む。固定子コア１４としては、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて積層したものを用いることができる。巻線部１６は、Ｕ相巻線とＶ相巻線とＷ相巻線の三相巻線をＹ結線して構成される。各相巻線の一方端は、駆動回路２２に接続される入力端子とされ、他方端は中性点に接続される。中性点は、各相巻線の３つの他方端を相互に接続したものである。なお、Ｕ相巻線とＶ相巻線とＷ相巻線の三相巻線をＹ結線とせずに、Δ結線としてもよい。
【００２５】
巻線部１６は、入力端子が引き出される入力部１８の部位と、入力部１８から中性点の間の部位で、固定子コア１４に巻回される巻回部２０の部位とに区別することができる。図１では、Ｕ相とＶ相とＷ相の３つの入力端子が示されているが、この入力端子が引き出される巻線部１６の部位が入力部１８である。図１の場合では、入力部１８は、固定子コア１４の周方向に沿って円環状となっている巻線部１６の内で、固定子コア１４の中心軸から見た見込角度で約６０度から９０度の範囲の領域の部位である。巻回部２０は、入力部１８以外の部位であるので、上記の例では、固定子コア１４の中心軸から見た見込角度で約２７０度から３００度の範囲の領域の部位である。このように巻回部２０は、入力部１８以外の部位であるので、巻線部１６の内部部位ということができる。
【００２６】
駆動回路２２は、高圧蓄電装置とインバータを含み、高圧蓄電装置の直流電力を三相交流電力に変換し、回転電機に三相の駆動信号を供給する回路である。図１に示されるＵ相とＶ相とＷ相の３つの入力端子のそれぞれに、駆動回路２２からのＵ相駆動信号とＶ相駆動信号とＷ相駆動信号が供給される。
【００２７】
冷媒供給装置２４は、冷媒源から冷媒を回転電機１２に供給し、回転電機１２の熱を運び出して回収し、熱交換によって冷媒温度を下げ、再び回転電機１２に循環させる冷媒循環機能を有する。冷媒供給装置２４は、冷媒を貯留する冷媒源と、適当な冷媒循環ポンプと、適当な熱交換器等で構成することができる。
【００２８】
冷媒流路２８は、冷媒供給装置２４からの冷媒を、回転電機１２に供給するための冷媒供給流路である。ここでは、回転電機１２の巻線部１６の３つの部位についてそれぞれを適切に冷却するために、冷媒流路２８は、巻線部１６の３つの部位に向かう３つの流路で構成される。すなわち、図１で紙面の上部側を重力方向について上方として、回転電機１２の巻線部１６の最上方の部位に向かって冷媒供給口３０を有する第１流路と、第１流路から下方に固定子コア１４の中心軸から見た見込角度で１２０度の所に設けられる冷媒供給口３２，３４を有する第２流路と第３流路の３つの流路で構成される。冷媒供給口３２，３４の区別は、巻線部１６の入力部１８に近い方が第２流路の冷媒供給口３２である。なお、１２０度間隔の配置は、一例であって、勿論これ以外の配置であっても構わない。
【００２９】
図１では、３つの冷媒供給口３０，３２，３４のそれぞれにＩ，ＩＩ，ＩＩＩと付されているが、これは、巻線部１６の３つの部位を区別して、部位Ｉ、部位ＩＩ、部位ＩＩＩとして、部位Ｉに向かうのが冷媒供給口３０、部位ＩＩに向かうのが冷媒供給口３２、部位ＩＩＩに向かうのが冷媒供給口３４であることを示している。
【００３０】
第１流路、第２流路、第３流路は、冷媒供給装置２４からの１つの冷媒流路が並列に３つに分岐したもので、分岐点から冷媒供給口３０，３２，３４の間の中間点に調整弁部２６が設けられる。調整弁部２６は３つの電磁弁で構成される。３つの電磁弁は、制御部４０の制御の下で、それぞれ、第１流路、第２流路、第３流路の冷媒通路の開口度を調整して、冷媒供給装置２４からの冷媒供給量の配分を変更する機能を有する。
【００３１】
制御部４０は、回転電機冷却システム１０を構成する各要素の動作を制御する機能を有するが、ここでは特に、回転電機１２の動作点に応じて巻線部１６の３つの部位Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩに冷媒を適切に分配する機能を有する。かかる制御部４０は、車両の搭載に適したコンピュータで構成することができる。
【００３２】
制御部４０は、回転電機１２の動作点を取得する動作点取得部４２と、動作点の相違に応じて、サージストレスが高い巻線部１６の部位にサージストレスの低い巻線部１６の部位よりも多くの冷媒量を供給するように、３つの冷媒流路２８のそれぞれに供給する冷媒量を調整する冷媒量調整部４４を含んで構成される。これらの機能は、ソフトウェアを実行することで実現される。具体的には、冷媒量制御プログラムを実行することで実現される。
【００３３】
制御部４０に接続される記憶部５０は、プログラム等を格納する機能を有するが、ここでは、サージストレスが最大となる巻線部１６の部位と回転電機１２の動作点の関係を示す動作点領域ファイル５２を記憶する機能を有する。
【００３４】
図２は、動作点領域ファイル５２を示す図である。動作点領域ファイル５２は、横軸に回転電機１２の回転数Ｎをとり、縦軸に回転電機１２の出力であるトルクＴをとり、回転電機１２の動作範囲を示す最大動作線５４で囲まれる領域を示したＴ−Ｎマップにおいて、回転電機１２の動作領域を複数に区分したものである。この動作領域の区分は、サージストレスが最大となる巻線部１６の部位が同じとなる観点から行われている。
【００３５】
図２では、３つの領域６０，６２，６４がそれぞれ領域Ａ，Ｂ，Ｃとして示されているが、これらの領域Ａ，Ｂ，Ｃは、同じ領域内では動作点が異なっていてもサージストレスが最大となる巻線部１６の部位が同じであるが、異なる領域の間では、サージストレスが最大となる巻線部１６の部位が異なる。
【００３６】
回転電機１２の動作点によって巻線部１６の各部位におけるサージストレスの大きさ及び最大のサージストレスの発生個所が異なるが、回転電機１２の構造、駆動方法等が定まれば、これを実験的、あるいはシミュレーションによって予め求めておくことができる。図２は、そのようにして予め求められた結果を動作点領域ファイル５２としたものである。かかる動作点領域ファイル５２は、回転電機１２の構造、駆動方法等が異なるごとに、予めセットとして準備しておくことが好ましい。例えば、複数台の回転電機が車両に搭載される場合等において、回転電機ごとに動作点領域ファイル５２を記憶することがよい。
【００３７】
動作点領域ファイル５２は、図２に示すようにマップ形式で記憶することもできるが、ルックアップテーブル形式、あるいは領域区分線を数式化して記憶することもできる。
【００３８】
かかる構成の作用について、図３以下を用いてさらに詳細に説明する。図３は、回転電機１２について冷媒量制御の手順を示すフローチャートである。各手順は、冷媒量制御プログラムの各処理手順に対応する。
【００３９】
回転電機１２が動作開始すると、冷媒量制御プログラムが立ち上がる。そして、回転電機１２の現在の動作点を取得するために、トルクＴAの取得（Ｓ１０）と回転数ＮAの取得（Ｓ１２）が行われる。回転電機１２の現在の動作点は、トルクＴAと回転数ＮAの組み合わせ（ＴA，ＮA）で表すことができる。Ｓ１０，Ｓ１２の手順は、制御部４０の動作点取得部４２の機能によって実行される。
【００４０】
次に、現在の動作点（ＴA，ＮA）が、図２で説明した領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのどれに属するかが判断される（Ｓ１４）。具体的には、記憶部５０から動作点領域ファイル５２を読み出し、これに現在の動作点（ＴA，ＮA）を当てはめて、現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのどれに属するかを取得することができる。一例として、図２には、現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ｂに属する場合を示した。
【００４１】
Ｓ１４において、現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのいずれかに属するかが特定されると、特定された領域に応じて、冷媒量の配分の制御が行われる。現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ａに属する場合は、巻線部１６の部位Ｉに冷媒量ＱIA、巻線部１６の部位ＩＩに冷媒量ＱIIA、巻線部１６の部位ＩＩＩに冷媒量ＱIIIAがそれぞれ配分される。ＱIA＋ＱIIA＋ＱIIIAは冷媒供給装置２４から供給される冷媒の総供給量である。
【００４２】
ここで、領域Ａにおいてサージストレスの最大の部位に最大の冷媒量が配分され、次にサージストレスの大きい部位に次に多い量の冷媒量が配分され、サージストレスの最小の部位には最小の冷媒量が配分される。
【００４３】
同様に、現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ｂに属する場合は、巻線部１６の部位Ｉに冷媒量ＱIB、巻線部１６の部位ＩＩに冷媒量ＱIIB、巻線部１６の部位ＩＩＩに冷媒量ＱIIIBがそれぞれ割り当てられる。現在の動作点（ＴA，ＮA）が領域Ｃに属する場合は、巻線部１６の部位Ｉに冷媒量ＱIC、巻線部１６の部位ＩＩに冷媒量ＱIIC、巻線部１６の部位ＩＩＩに冷媒量ＱIIICがそれぞれ割り当てられる。これらの領域についても、各部位に配分される冷媒量の合計は冷媒供給装置２４から供給される冷媒の総供給量であり、サージストレスの大きさに応じて冷媒量が配分されることも同様である。
【００４４】
上記のように、回転電機１２の構造、駆動方法等が定まれば、図２の動作点領域ファイル５２が定まる。図４は、動作点の領域と、駆動信号と、サージストレスが最大となる巻線部の部位の関係を示す一例である。
【００４５】
図４の例では、動作点の領域Ａでは、トルクＴが小さいので、駆動電流値が小で、巻線部１６において部位Ｉがサージストレスの最大となる部位である。部位Ｉは、巻線部１６の巻回部２０である。そして、動作点の領域Ｂでは、トルクＴが大きいので、駆動電流値が大で、巻線部１６の部位ＩＩにおいてサージストレスが最大となる。部位ＩＩは、巻線部１６の入力部１８である。動作点の領域Ｃは、矩形波制御領域に相当するところで、領域Ａ，Ｂの正弦波制御領域と異なり、駆動信号のオンオフの頻度が少なくなってサージ重畳がなくなる。これによって、単発のサージの大きさでサージストレスの最大が決まる。この領域Ｃでは、巻線部１６の部位ＩＩＩにおいてサージストレスが最大となるが、その大きさは、領域Ａの部位Ｉ、領域Ｂの部位ＩＩに比べ低いレベルである。
【００４６】
図４のように、駆動電流値が小さいときに巻線部１６の巻回部２０でサージストレスが最大となり、駆動電流値が大きいときに巻線部１６の入力部１８でサージストレスが最大となることは、以下のように考えることができる。
【００４７】
すなわち、サージストレスの大きさを決める要素は、電圧のオーバーシュートの大きさと、駆動信号のスイッチングスピードの速さがある。
【００４８】
一般的な設計思想としては、サージストレスの中で、ターンオン時のリカバリサージについてはオーバーシュートが小さいので、相対的にスイッチングスピードを速く設定し、ターンオフ時のオフサージについてはオーバーシュートが大きいので、相対的にスイッチングスピードを遅く設定することが行われる。
【００４９】
その様子を図５、図６に示す。図５は、ターンオンにおけるリカバリのときのインバータ出力電圧の立ち上り特性を示す図である。ここで示されるように、ターンオン時のリカバリサージについてはオーバーシュートが小さいので、相対的にスイッチングスピードを速く設定する。
【００５０】
図６は、ターンオフのときのインバータ出力電圧の立ち上り特性を示す図である。ここで示されるように、ターンオフ時についてはオーバーシュートが大きいので、相対的にスイッチングスピードを遅く設定する。
【００５１】
ここで、巻線部１６におけるサージストレスを考える。巻線部１６の中性点等の電圧基準に近い巻線部１６の内部の巻回部２０では、オーバーシュートの大きさがサージストレスにあまり影響せず、スイッチングスピードが速いほどサージストレスが大きくなる傾向にある。一方で巻線部１６の電圧基準から離れた巻線部１６の入力部１８では、駆動回路２２からの駆動信号が直接伝わるので、スイッチングスピードよりもオーバーシュートの大きさがサージストレスに影響する。そこでは、オーバーシュートが大きいほどサージストレスが大きくなる。
【００５２】
ここで、回転電機１２の動作点においてトルクＴが大きいと、駆動電流値が大きくなるが、駆動電流値が大きいほどオーバーシュートが大きくなる。すなわち、低トルク領域ではオーバーシュートが小さく、トルクＴが大きな領域ではオーバーシュートが大きい。
【００５３】
これらのことから、回転電機１２の動作点が領域Ｂの低トルク領域にあるときは、オーバーシュートが小さく、スイッチングスピードの速い駆動信号波形が支配的となるので、リカバリサージが支配的となり、巻線部１６の部位の中で巻回部２０の部位Ｉにおいてサージストレスが最大となる。また、回転電機１２の動作点が領域Ａの高トルク領域にあるときは、オーバーシュートが大きくなり、スイッチングスピード以上の影響度を有するため、オフサージが支配的となり、巻線部１６の部位の中で入力部１８の部位ＩＩにおいてサージストレスが最大となる。
【００５４】
上記のように、動作点領域ファイル５２を用いて回転電機１２の動作点がどの領域に属するかを特定することで、巻線部１６においてサージストレスが最大となる部位を知ることができる。その結果に応じて、サージストレスが高い巻線部１６の部位にサージストレスの低い巻線部１６の部位よりも多くの冷媒量を供給する。そのようにすれば、サージストレスの高い巻線部１６の部位の温度を下げることができ、サージストレスによる部分放電を回転電機の全体及び全動作点において発生しないようにできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る回転電機冷却システムは、車両に搭載される回転電機の冷却制御に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  回転電機冷却システム、１２  回転電機、１４  固定子コア、１６  巻線部、
８  入力部、２０  巻回部、２２  駆動回路、２４  冷媒供給装置、２６  調整弁部、２８  冷媒流路、３０，３２，３４  冷媒供給口、４０  制御部、４２  動作点取得部、４４  冷媒量調整部、５０  記憶部、５２  動作点領域ファイル、５４  最大動作線、６０，６２，６４  領域。
【図１】
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【図２】
2013176253.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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