子12的勵(lì)磁繞組11與定子13的第一繞組組1a及第二繞組組1b(兩個(gè)勵(lì)磁繞組組)相比，繞組的匝數(shù)較多，電抗值較大，電路的時(shí)間常數(shù)較大。因此，在對勵(lì)磁電路If進(jìn)行調(diào)整來進(jìn)行使電動(dòng)機(jī)10的輸出電力P接近指令電力P*的控制的情況下，響應(yīng)性下降。另外，運(yùn)行時(shí)也同樣，在對勵(lì)磁電路If進(jìn)行調(diào)整來進(jìn)行使電動(dòng)機(jī)10的輸出轉(zhuǎn)矩T接近指令轉(zhuǎn)矩T*的控制的情況下，響應(yīng)性下降。
[0022]因此，本實(shí)施方式的控制裝置40將分別施加于第一繞組組1a及第二繞組組1b的電壓(以下稱為“施加電壓”)的振幅Va設(shè)為一定值，對施加電壓的相位δ進(jìn)行調(diào)整。由此，控制裝置40在再生時(shí)實(shí)施使電動(dòng)機(jī)10的輸出電力P接近指令電力P*的控制，在運(yùn)行時(shí)實(shí)施使電動(dòng)機(jī)10的輸出轉(zhuǎn)矩T接近指令轉(zhuǎn)矩Τ*的控制。
[0023]然后，控制裝置40除了施加電壓的調(diào)整以外，還對從勵(lì)磁電路36輸出的勵(lì)磁電路If進(jìn)行調(diào)整。由此，控制裝置40進(jìn)行以下控制:S卩，減小因電流流過第一繞組組1a和第二繞組組1b而產(chǎn)生的銅損。此外，在圖1中，將操作第一逆變器INVl的各高電位側(cè)開關(guān)SUpl?SWpl的信號設(shè)為第一操作信號gUpl、gVpl、gWpl來示出。另外，將操作第一逆變器INVl的各低電位側(cè)開關(guān)SUnl?SWnl的信號設(shè)為第一操作信號gUnl、gVnl、gffnl來示出。此外，在圖1中，將操作第二逆變器INV2的各高電位側(cè)開關(guān)SUp2?SWp2的信號設(shè)為第二操作信號gUp2、gVp2、gWp2來示出。另外，將操作第二逆變器INV2的各低電位側(cè)開關(guān)SUn2?Sffn2的信號設(shè)為第二操作信號gUn2、gVn2、gWn2來示出。另外，上述勵(lì)磁電路36可以內(nèi)置于控制裝置40，也可以外接于控制裝置40。
[0024]下面，利用圖2?6，對輸出電力P、施加電壓的振幅Va、施加電壓的相位δ、勵(lì)磁電路If、輸入轉(zhuǎn)矩T以及dq軸電流Idq的關(guān)系進(jìn)行說明。此外，在以下說明中，以再生時(shí)為前提來進(jìn)行說明。在以下說明中，將輸出電力P改稱為輸入電力P，將輸入轉(zhuǎn)矩T改稱為輸出轉(zhuǎn)矩T，從而成為運(yùn)行時(shí)的說明，因此，省略關(guān)于運(yùn)行時(shí)的說明。
[0025]在圖2中，示出了在將輸出電力P設(shè)為規(guī)定的指令電力P* (—定值)的條件下將施加電壓的振幅Va設(shè)為一定值(48[V])時(shí)的勵(lì)磁電流If與dq軸電流Idq之間的關(guān)系。在圖2(a)和圖2(b)中，電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速不同。這里，將電動(dòng)機(jī)10的角速度ω乘以輸入轉(zhuǎn)矩T(P = TX ω)，以求出輸出電力P。另外，dq軸電流Idq是通過對由相電流檢測部33所檢測出的流過第一繞組組1a及第二繞組組1b的相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換而獲得的電流值。
[0026]在圖2(a)中，示出了規(guī)定的第一轉(zhuǎn)速RSl中的勵(lì)磁電流If與dq軸電流Idq的電流振幅Ia之間的關(guān)系。另外，在圖2(b)中，示出了 dq軸電流Idq中的q軸電流Iq與d軸電流Id之間的關(guān)系。此外，dq軸電流Idq的電流振幅Ia是利用q軸電流Iq的值與d軸電流Id的值的組來表示的矢量的絕對值。這里，當(dāng)勵(lì)磁電流If為2[A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。另外，當(dāng)勵(lì)磁電流If從2 [A]減少或增加時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia增加。S卩，當(dāng)勵(lì)磁電流If為2[A]時(shí)，因第一繞組組1a及第二繞組組1b中流過相電流而產(chǎn)生的電力損耗為最小值。
[0027]在圖2(c)中，示出了規(guī)定的第二轉(zhuǎn)速RS2(RS2 = 2.RSl)中的勵(lì)磁電流If與dq軸電流Idq的電流振幅Ia之間的關(guān)系。另外，在圖2(d)中，示出了 dq軸電流Idq中的q軸電流Iq與d軸電流Id之間的關(guān)系。在輸出電力P為一定值的條件下，電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速從第一轉(zhuǎn)速RSl變?yōu)榈诙D(zhuǎn)速RS2 (轉(zhuǎn)速變?yōu)?倍)，從而輸入轉(zhuǎn)矩T減半。這里，當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。另外，當(dāng)勵(lì)磁電流If從I [A]減少或增加時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia增加。S卩，當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，因第一繞組組1a及第二繞組組1b中流過電流而產(chǎn)生的電力損耗為最小值。
[0028]在圖3中，示出了在將輸出電力P設(shè)為規(guī)定的指令電力P*(—定值)的條件下施加電壓的振幅Va、勵(lì)磁電流If、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在圖3(a)和圖3(b)中，電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速不同。
[0029]在圖3(a)中，示出了規(guī)定的第一轉(zhuǎn)速RSl中的施加電壓的振幅Va、勵(lì)磁電流If、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在施加電壓的振幅Va為48 [V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為2 [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。在施加電壓的振幅Va為36 [V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為1.5 [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。在施加電壓的振幅Va為24 [V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。此夕卜，在施加電壓的振幅Va為12[V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If約為1.2[A]以下時(shí)，不滿足將輸出電力P設(shè)為一定值的條件
[0030]在圖3(b)中，示出了第二轉(zhuǎn)速RS2(RS2 = 2.RSl)中的施加電壓的振幅Va、勵(lì)磁電流If、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在施加電壓的振幅Va為48[V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。在施加電壓的振幅Va為36 [V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為0.75 [A]時(shí)，dq軸電流Idq的電流振幅Ia為最小值。在施加電壓的振幅Va為24V的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If為0.5A時(shí)，電流振幅Ia為最小值。此外，在施加電壓的振幅Va為12[V]的情況下，當(dāng)勵(lì)磁電流If約為1.2[A]以下時(shí)，不滿足將輸出電力P設(shè)為一定值的條件
[0031]這里，在本實(shí)施方式中，施加電壓的振幅Va越大，電流振幅Ia的最小值越小。SP，在本實(shí)施方式的控制裝置40中，施加電壓的振幅Va較大，且流過最適當(dāng)?shù)膭?lì)磁電流If，從而能使dq軸電流Idq的電流振幅Ia變得最小。由此，在控制裝置40中，能使因電流流過第一繞組組1a和第二繞組組1b而產(chǎn)生的電力損耗成為最小值。
[0032]在圖4中，示出了在將施加電壓的振幅Va設(shè)為一定值(48 [V])的條件下、在勵(lì)磁電流If及施加電壓的相位S發(fā)生變更的情況下、勵(lì)磁電流If、輸出電力P、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在圖4(a)和圖4(b)中，電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速不同。
[0033]在圖4(a)中，示出了規(guī)定的第一轉(zhuǎn)速RSl中的勵(lì)磁電流If、輸出電力P、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在輸出電力P約為5000 [W]以下的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為2 [A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約5000[W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為3[A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約8000[W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為4[A]時(shí)，電流振幅Ia最小。
[0034]在圖4(b)中，示出了第二轉(zhuǎn)速RS2(RS2 = 2 *RS1)中的勵(lì)磁電流If、輸出電力P、電流振幅Ia之間的關(guān)系。在輸出電力P約為2500 [W]以下的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約2500[W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為1.5[A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約4000[W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為2[A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約6000[W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為3[A]時(shí)，電流振幅Ia最小。在輸出電力P大于約9000 [W]的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)勵(lì)磁電流If為4 [A]時(shí)，電流振幅Ia最小。
[0035]例如，在電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速為第一轉(zhuǎn)速RSl的情況下(圖4(a)的情況)，在輸出電力P小于約5000 [W]的區(qū)域內(nèi)，將勵(lì)磁電流If設(shè)定為2 [A]。在輸出電力P約為5000 [W]以上且輸出電力P小于約8000 [W]的區(qū)域內(nèi)，將勵(lì)磁電流If設(shè)定為3 [A]。在輸出電力P大于約8000[W]的區(qū)域內(nèi)，將勵(lì)磁電流If設(shè)定為4[A]。由此，在本實(shí)施方式的控制裝置40中，根據(jù)輸出電力P來設(shè)定勵(lì)磁電流If，從而能使電流振幅Ia變?yōu)樽钚?，從而提高輸出電力P。此外，也可以根據(jù)輸出電力P的變化來使勵(lì)磁電流If連續(xù)變化。
[0036]另外，本公開者在將施加電壓的振幅Va設(shè)為一定值(37.5[V])、將電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速設(shè)為一定值(3000[rpm])、將輸出電力P設(shè)為一定值(500[W])的條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果是，本公開者獲得了表示該條件下勵(lì)磁電流If與輸入轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在圖5中，示出了由該實(shí)驗(yàn)所獲得的勵(lì)磁電流If與輸入轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系。當(dāng)勵(lì)磁電流If約為0.75 [A]時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩T最小，當(dāng)勵(lì)磁電流If大于或小于約0.75 [A]時(shí)，對發(fā)電沒有貢獻(xiàn)的無效的輸入轉(zhuǎn)矩T較大。
[0037]這里，當(dāng)勵(lì)磁電流If為0.25 [A]時(shí)，感應(yīng)電壓的振幅Vb為16.8 [V]。當(dāng)勵(lì)磁電流If為0.5 [A]時(shí)，感應(yīng)電壓的振幅Vb為27.9 [V]。當(dāng)勵(lì)磁電流If為0.75 [A]時(shí)，感應(yīng)電壓的振幅Vb為36.7 [V]。當(dāng)勵(lì)磁電流If為I [A]時(shí)，感應(yīng)電壓的振幅Vb為42.1 [V]。當(dāng)勵(lì)磁電流If為1.25 [A]時(shí)，感應(yīng)電壓的振幅Vb為52.1 [V]。S卩，在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)感應(yīng)電壓的振幅Vb和施加電壓的振幅Va在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)一致時(shí)(例如“Va = 37.5 [V]，Vb = 36.7 [V]”時(shí))，獲得了滿足指令電力P*的輸入轉(zhuǎn)矩T為最小值這一結(jié)果。
[0038]基于以上的特性，本實(shí)施方式的控制裝置40將施加電壓的振幅Va設(shè)定為最大值。即，控制裝置40將施加電壓的振幅Va設(shè)定為升壓型DCDC轉(zhuǎn)換器23的輸出電壓的最大值(48 [V]) ο這樣，在控制裝置40中，將施加電壓的振幅Va設(shè)定為最大值，從而能減小因相電流流過第一繞組組1a和第二繞組組1b而產(chǎn)生的銅損。另外，控制裝置40對施加電壓的相位S進(jìn)行調(diào)整，從而對電動(dòng)機(jī)10的輸出電力P和輸出轉(zhuǎn)矩T進(jìn)行控制。具體而言，在再生時(shí)實(shí)施使電動(dòng)機(jī)10的輸出電力P接近指令電力P*的控制，在運(yùn)行時(shí)實(shí)施使電動(dòng)機(jī)10的輸出轉(zhuǎn)矩T接近指令轉(zhuǎn)矩T*的控制。進(jìn)而，控制裝置40對勵(lì)磁電流If進(jìn)行設(shè)定，使得感應(yīng)電壓的振幅Vb與施加電壓的振幅Va —致。
[0039]在圖6中，示出了在將施加電壓的振幅Va設(shè)定為最大值(48 [V])、并對勵(lì)磁電流If進(jìn)行設(shè)定以使得感應(yīng)電壓的振幅Vb與施加電壓的振幅Va —致的條件下q軸電流Iq與d軸電流Id之間的關(guān)系。具體而言，在圖6中，示出了通過將dq軸坐標(biāo)系中的q軸電流Iq與d軸電流Id進(jìn)行組合來表示的電流矢量的圓弧狀的軌跡(以下稱為“電壓限制圓”)。另夕卜，在圖6中，示出了通過將指令電力P*為一定的情況下的dq軸坐標(biāo)系中的q軸電流Iq與d軸電流Id進(jìn)行組合來表示的電流矢量的直線狀的軌跡(以下稱為“直線狀的電流矢量軌跡”)。在圖6中，指令電力P* —定時(shí)的直線狀的電流矢量軌跡與電壓限制圓之間的交點(diǎn)表示滿足施加電壓的振幅Va及指令電力P*的q軸電流Iq與d軸電流Id的組合