インダクションマシン60と、前記インダクションマシン60に電気的に結合させたインダクションマシン60を駆動するためのパワー変換器58であって、複数の炭化ケイ素Sic切替えデバイス72~82を備えたパワー変換器58と、前記パワー変換器58に電気的に結合されると共に、ピーク対ピーク電流リップルが概ね5パーセント未満となるように複数のSic切替えデバイス72~82に対して所与の切替え周波数で切替え信号を送るようにプログラムされた制御器114と、を備える電気駆動システム。前記複数のSic切替えデバイス72~82は複数のSic金属酸化膜半導体電界効果トランジスタMOSFET84~94を含む、請求項1に記載の電気駆動システム。前記複数のSic切替えデバイス72~82は少なくとも50kHzの周波数での切替えが可能である、請求項1に記載の電気駆動システム。前記パワー変換器58はさらに、複数のSicMOSFET84~94と逆並列配列で接続させた複数のダイオード96~106を備える、請求項1に記載の電気駆動システム。前記パワー変換器58は3相パワー変換器である、請求項1に記載の電気駆動システム。前記パワー変換器58はN個の位相ここで、Nは2、3、4、5、6、7、8及び9のうちの1つを備える多相パワー変換器である、請求項1に記載の電気駆動システム。前記インダクションマシン60はN本の位相巻き線を備える、請求項6に記載の電気駆動システム。前記パワー変換器58は単相パワー変換器である、請求項1に記載の電気駆動システム。前記制御器114は、複数のSic切替えデバイス72~82を制御するためのPWM信号を発生させるようにプログラムされたパルス幅変調PWM制御器である、請求項1に記載の電気駆動システム。電池、ウルトラキャパシタ及びフライホイールのうちの少なくとも1つを含む電圧源50をさらに備える請求項1に記載の電気駆動システム。したがって、高品質の電流波形を維持すると共に、マシン効率の上昇及びマシンのフラックス減弱能力の拡張のために低い漏れインダクタンスで動作するようにインダクションマシンを設計することが望ましい。本発明の一態様による電気駆動システムは、インダクションマシンと、該インダクションマシンに電気的に結合されたインダクションマシンを駆動するためのパワー変換器と、を含む。このパワー変換器は複数の炭化ケイ素Sic切替えデバイスを備える。本電気駆動システムはさらに、パワー変換器に電気的に結合されると共に、ピーク対ピーク電流リップルが概ね5パーセント未満となるように複数のSic切替えデバイスに対して所与の切替え周波数で切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を含む。本発明の別の態様による電気駆動システムを製造する方法は、所与の漏れインダクタンスを有するインダクションマシンを提供するステップと、複数のSic切替えデバイスを有する電源に結合可能なSicパワー変換器を提供するステップと、を含む。本方法はさらに、複数のSic切替えデバイスに対してインダクションマシンの所与の漏れインダクタンスに由来して生成され得る電流リップルを最小限にするようなレートで切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を提供するステップを含む。さらに本方法は、インダクションマシンの駆動のためにインダクションマシンに対してかつ制御器に対してSicパワー変換器を結合させるステップを含む。本発明の別の態様による輸送手段駆動システムは、インダクションモータに電気的に結合されて該インダクションモータを駆動しているパワー変換器を含む。このパワー変換器は複数のSic切替えデバイスを含み、かつこのインダクションモータは所与の漏れインダクタンスを有するように設計される。本輸送手段駆動システムはさらに、インダクションモータの所与の漏れインダクタンスに由来して生成される電流リップルを最小限にするレートでSic切替えデバイスを切替えさせるように複数のSic切替えデバイスに対して切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を含む。別の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。図面では、本発明を実施するために目下のところ企図される実施形態を図示している。図1は、従来の3相インダクションマシン駆動システム10を表している。システム10は、ACインダクションマシン14にパワー供給するAC波形になるように変換または逆変換されるDC入力電圧を提供するDCリンク12を含む。DCリンク12の両端にはDCリンク12上の電圧VDCに対するフィルタ処理のために入力フィルタコンデンサ16を結合させている。パワーがDCリンク12からACインダクションマシン14まで流れる際にDCリンク12からの入力電圧がパワー変換器18によって受け取られる。パワーの流れるこの方向のことは、モータ動作モードでの動作と呼ぶことが多い。パワーの流れる方向がインダクションマシン14からパワー変換器18へ向かう場合、パワー変換器18に対する入力電圧はインダクションマシン14からのACであり、またパワー変換器18からの出力はDCリンク12上のDC電圧である。ACインダクションマシン14からパワー変換器18へのパワーの流れを伴う動作のことを、回生制動モードでの動作と呼ぶことが多く、これは例えば下り勾配において所与の速度値を保持することが望ましい輸送手段や、こうした輸送手段の減速時において有用である。パワー変換器18は、位相レグごとに直列接続した2つの切替えデバイスを有する典型的な3相インバータである。例えばデバイス20及び22は第1位相レグを形成し、デバイス24及び26は第2位相レグを形成し、かつデバイス28及び30は第3位相レグを形成する。デバイス20~30は例えば、シリコンIGBT、MOSFET、シリコンバイポーラダーリントンパワートランジスタ、GTO、SCR、またはインダクションマシン14のパワー定格に応じて15~20kHzを超えない切替え周波数を有するIGCTタイプのデバイスといった従来のシリコン半導体切替えデバイスである。ダイオード32、34、36、38、40、42はそれぞれのシリコン切替えデバイス20~30の両端に逆並列の関係で結合させている。図2は、本発明の一実施形態によるインダクションマシン駆動システム44を表している。駆動システム44はDCソース電圧VS48を有するDCリンク46を含む。駆動システム44はさらに、DCソース電圧VS48を提供する電源50を含む。一実施形態では電源50は、AC源54と、AC源54の電圧をDCリンクまたはソース電圧VSに変換するように構成された整流器52と、を含む。別の実施形態では電源50は、電池、燃料電池、または付属のパワー電子変換器を備えたフライホイールなどのDC電源54を含む。さらに別の実施形態では電源50は、電池、燃料電池、ウルトラキャパシタ、ソース電圧をDCリンクまたはソース電圧VSまでブーストする双方向DC対DC電圧変換器52に結合させた付属のパワー電子制御を備えたフライホイールなどのDC電源54を含む。DCリンク46はインダクションマシン60を駆動するパワー変換器またはインバータ58にDC出力電圧VDC56を供給する。正のDCレール64と負のDCレール66の間に入力フィルタコンデンサ62を図示しており、これは正と負のレール64、66間のパワー品質を保証するように電源50からの高周波電流に対してフィルタ機能を提供するように働く。インダクションマシン60は、固定子68及び回転子アセンブリ70を含む。本発明の様々な実施形態ではインダクションマシン60は、例えばそれぞれモータとしても発電機としても動作し得る篭型回転子またはスリップリング回転子を有する非同期のマシンとすることがある。パワー変換器58はDCリンク46からDC出力電圧VDC56を受け取り、このDC出力電圧を変換してインダクションマシン60を駆動するのに適した形態のACパワーを提供する。一実施形態ではパワー変換器58は、複数の切替えデバイス72、74、76、78、80、82を有する3相DC対ACインバータである。各切替えデバイス72~82は、炭化ケイ素SicMOSFET84、86、88、90、92、94と、関連する逆並列ダイオード96、98、100、102、104、106と、を含む。一実施形態ではSicMOSFET84~94は、50kHzを超える切替え周波数を有するGeneralElectricCompanyにより製造されるSicMOSFETである。Sicは、高電圧かつ高パワーの用途においてシリコンに対する魅力的な代替品となる材料特性を有する結晶性物質である。例えばSicは、大きなバンドギャップを有しており、与える漏れ電流が非常に小さく高温度動作が容易になる。実際に、Sicサブストレート上に製造された半導体デバイスは、200度Cを超える温度に耐えることが可能である。Sicはまた、シリコンの場合の約10倍の高い絶縁破壊電界及びシリコンの場合の約3倍の熱伝導率を有しており、これによりSic回路ではより高いパワー密度に対応することが可能である。さらにSicの高い電子移動度により、同様のシリコン切替えデバイスに対して少なくとも10倍の切替え性能利得を実現することが可能な幾つかのSic回路による高速度の切替えが可能となる。したがってSicは、次世代のパワー半導体デバイスの製造に使用するのに有利な物質であると見なされている。こうしたSicデバイスには例えば、ショットキーダイオード、サイリスタ及びMOSFETが含まれる。SicMOSFETは従来のシリコンMOSFETと比べてより小さく製造することが可能であるため、SicMOSFETは自動推進環境内に収容することが可能でありかつより高い温度で動作することが可能である。図2で左から右に順に、切替えデバイス72、74は第1の出力位相108に関連付けされており、切替えデバイス76、78は第2の出力位相110に関連付けされており、また切替えデバイス80、82は第3の出力位相112に関連付けされている。図2では3相パワー変換器と3相インダクションマシンを図示しているが、当業者であれば本発明の実施形態が単相や別の多相の実施形態にも等しく適用可能であることを理解されよう。例えば代替的な実施形態は、例えばn相ここで、n=1、2、4、5、6、7、8、9またはこれより大きい数など位相の数を様々にした構成を含んでおり、この際にパワー変換器の各位相は、その各々がダイオード96、98と同様の対応する逆並列ダイオードを備えたデバイス84、86と同様の複数の切替えデバイスを含む。こうした代替的な実施形態ではインダクションマシン60はパワー変換器58の位相数と一致した数の位相巻き線を含むことになることは当業者であれば理解されよう。一例として代替的な一実施形態は、5本の位相巻き線を有するインダクションマシンに結合された5相パワー変換器を含むことがある。SicMOSFET84~94に対してそれぞれのライン116を介して結合させた制御器114は、SicMOSFET84~94の切替えを独立に制御するように構成されている。一実施形態ではその制御器114がPWM制御器であると共に、SicMOSFET84~94を制御するためのPWM信号を発生させるようにプログラムされている。本発明の実施形態に対しては代替的な制御技法も等しく適用可能であることは当業者であれば理解されよう。SicMOSFET84~94の切替え周波数が高いため、電流波形の品質に対する電流リップルのマイナスの影響を懸念することなく低い漏れインダクタンスによってインダクションマシン60を設計することが可能である。すなわちインダクションマシン60は良質の波形を維持しながら低い漏れインダクタンスを有することが可能である。一実施形態ではピーク対ピーク電流リップルが概ね5未満である。インダクションマシン60の漏れインダクタンスを低下させることによってインダクションマシン60に対する電圧が上昇し、これによりインダクションマシン60の効率を大幅に向上させることができる。さらに、インダクションマシン60の漏れインダクタンスを低下させることによってそのフラックス減弱能力が拡張され、これにより一定パワー動作モードでの駆動システム44の動作が可能な速度レンジの拡大が可能となる。一定パワー速度レンジは、そのトルクを最大値または一定値に保持することが可能なインダクションマシンの基本速度に対する一定パワーでの動作のための最大速度の比を意味することが多い。したがって本発明の一実施形態による電気駆動システムは、インダクションマシンと、該インダクションマシンに電気的に結合されたインダクションマシンを駆動するためのパワー変換器と、を含む。このパワー変換器は複数の炭化ケイ素Sic切替えデバイスを備える。本電気駆動システムはさらに、パワー変換器に電気的に結合されると共に、ピーク対ピーク電流リップルが概ね5パーセント未満となるように複数のSic切替えデバイスに対して所与の切替え周波数で切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を含む。本発明の別の実施形態による電気駆動システムを製造する方法は、所与の漏れインダクタンスを有するインダクションマシンを提供するステップと、複数のSic切替えデバイスを有する電源に結合可能なSicパワー変換器を提供するステップと、を含む。本方法はさらに、複数のSic切替えデバイスに対してインダクションマシンの所与の漏れインダクタンスに由来して生成され得る電流リップルを最小限にするようなレートで切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を提供するステップを含む。さらに本方法は、インダクションマシンの駆動のためにインダクションマシンに対してかつ制御器に対してSicパワー変換器を結合させるステップを含む。本発明のさらに別の実施形態による輸送手段駆動システムは、インダクションモータに電気的に結合されて該インダクションモータを駆動しているパワー変換器を含む。このパワー変換器は複数のSic切替えデバイスを含み、かつこのインダクションモータは所与の漏れインダクタンスを有するように設計される。本輸送手段駆動システムはさらに、インダクションモータの所与の漏れインダクタンスに由来して生成される電流リップルを最小限にするレートでSic切替えデバイスを切替えさせるように複数のSic切替えデバイスに対して切替え信号を送るようにプログラムされた制御器を含む。この記載では、本発明最適の形態を含むを開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む本発明の実施を可能にするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。