ES2384001T3

ES2384001T3 - Controlador de vehículo eléctrico

Info

Publication number: ES2384001T3
Application number: ES07738027T
Authority: ES
Inventors: Hisanori Yamasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: US20100087971A1; ATE548795T1; EP2131488B1; JPWO2008107992A1; US8489262B2; EP2131488A4; WO2008107992A1; EP2131488B9; JP4956611B2; EP2131488A1; CN101622782B; CN101622782A

Abstract

Controlador de vehículo eléctrico que incluye un motor de C.A. (1), el controlador de vehículo eléctrico comprendiendo: un circuito principal (7) configurado para convertir una electricidad de C.C: suministrada por una fuente de alimentación de C.C. en una electricidad de C.A. y suministrar la electricidad de C.A. al motor de C.A. (1); una unidad de control vectorial (8) configurada para generar una orden de conmutación para ordenar una operación de conmutación del circuito principal (7), realizando asi el control vectorial del motor de CA (1); una unidad generadora de valores de orden de par motor (10) configurada para generar un valor de orden de par motor que es un valor de orden de un par motor que el motor de C.A. (1) hace que se produzca; y una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11 a; 11 c) configurada para calcular, a partir del valor de orden de par motor, un primer valor de orden de flujo magnético para minimizar una pérdida del motor de C.A. (1), y un segundo valor de orden de flujo magnético, que es un valor de orden de flujo magnético cuando el motor de C.A. (1) es controlado en un modo de un pulso, calcular una primera suma total de pérdidas del motor de C.A. (1) Y las pérdidas del circuito principal (7) cuando el motor de CA (1) es controlado por el primer valor de orden de flujo magnético y una segunda suma total de pérdidas del motor de C.A. (1) Y las pérdidas del circuito principal (7) cuando el motor de C.A. (1) es controlado por el segundo valor de orden de flujo magnético. en donde la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a; 11c) es configurada además para enviar el primer valor de orden de flujo magnético a la unidad de control vectorial (8) cuando la primera suma total es inferior a la segunda suma total, y enviar el segundo valor de orden de flujo magnético a la unidad de control vectorial (8) cuando la primera suma total es igualo superior a la segunda suma total.

Description

Controlador de vehículo eléctrico

CAMPO TÉCNICO

[0001] La presente invención se refiere a un convertidor de corriente para vehículos ferroviarios, y, más especialmente a un controlador de vehículos eléctricos que incluyen un motor de C.A.

TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Como se describe en las páginas 99 a 134 del Documento no patente 1, por ejemplo, los controladores de vehículos eléctricos convencionales realizan generalmente el llamado control vectorial. En el control vectorial, un vector de CA que fluye en un motor de C.A. es gestionado y controlado dividiendo el vector de CA en un componente de flujo magnético y un componente de par motor en un sistema de coordenadas giratorio.

[0003] Generalmente, una tensión inducida de un motor de C.A. es proporcional a un producto de una velocidad de giro del motor de C.A. y un flujo magnético del mismo. La tensión inducida llega a ser incontrolable cuando excede la tensión máxima que el controlador puede producir. Para asegurar que la tensión inducida no llegue a ser incontrolable, es común realizar un control en los motores de C.A. para debilitar el flujo magnético por debajo de un flujo magnético nominal en un área de alta velocidad. En los controladores de vehículos eléctricos, se realiza despuéS el control para disminuir una pérdida por conmutación en un convertidor de corriente de un dispositivo de control. Es decir, se utiliza un modo de un pulso en el que sólo se realiza la conmutación dos veces en 360 grados en el ángulo eléctrico de una onda fundamental de orden de tensión de CA para producir un tensión de onda rectangular adaptada a una tensión máxima que el dispositivo de control puede producir para un área de alta velocidad. Como se describe en el Documento de patente 1, por ejemplo, se obtiene un valor de orden de flujo magnético secundario mediante una operación aritmética y el valor obtenido es utilizado para el control, de manera que el control del flujo magnético y el control del par motor se consigan de forma estable durante el modo de un pulso.

[0004] El Documento de patente 1 describe específicamente una relación de operación entre un valor de orden de flujo magnético ,2*2 y una tensión IVI. Es decir, en un área de velocidad en la que se puede producir un flujo magnético nominal, el valor de orden de flujo magnético se ajusta para que sea una orden de flujo magnético de un valor nominal constante, de manera que la tensión IVI aumente con la velocidad de giro. Cuando la tensión IVI alcanza una tensión máxima de salida controlable, se activa el modo de un pulso. Mientras la tensión se adapta al valor máximo, el valor de orden de flujo magnético es controlado para que sea pequeño según la velocidad de giro por la Ecuación (6) en el Documento de patente 1.

[0005] Por otro lado, el Documento de patente 2 describe un método para minimizar una suma total de una pérdida primaria de cobre, una pérdida secundaria de cobre, y una pérdida primaria de hierro de un motor de inducción. En este método, se calcula un valor de orden de flujo magnético con respeto a un valor de orden de par motor y el motor de inducción es controlado en base al valor de orden de flujo magnético calculado.

[0006]

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa pública N° H 11-285299 Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa pública N° H7-322700 Literatura no patente 1: "Theory and Designing Practice of AC Servo System", escrito/editado por Hidehiko SUGIMOTO, Sogo Denshi Publishing.

[0007] El documento US5659235 describe un controlador de propulsión para vehículos eléctricos, que permite una reducción de las pérdidas en el motor de inducción incluido y el inversor de la fuente de tensión por correcciones según el estado de carga de la fuente de alimentación del inversor, logrando así el funcionamiento de la unidad de propulsión siempre en el punto de funcionamiento más eficiente y mejorando la eficiencia dentro del rango de capacidad de la unidad de propulsión y la fuente de alimentación. Una unidad correctora del flUjo magnético calcula un valor de corrección del flujo magnético para corregir la orden de flujo magnético según la orden de par motor, y una unidad correctora de la velocidad de giro del flujo magnético calcula un coeficiente para corregir el valor de corrección del flujo magnético según la velocidad de giro del motor de inducción.

[0008] El documento US2004012203 describe una posibilidad para ampliar la salida de tensión del inversor aplicando infinitamente muchas porciones de una oscilación armónica de número impar que, después de un análisis de Fourier, proporciona una función rectangular de las tensiones de salida del convertidor. Esta función rectangular suministra el aumento máximo posible de tensión.

10

[0009] El documento JP8322300 describe un controlador de propulsión para la eficiencia máxima de un sistema de propulsión para motores de inducción alimentados por un inversor. La pérdida total del motor y del inversor es expresada por una fórmula que utiliza una orden de par motor, un valor de velocidad y una corriente de excitación. En un calculador de órdenes de corriente se obtiene la corriente de excitación que minimiza la pérdida total en la carga y la velocidad arbitrarias. Se obtiene una corriente del par motor de acuerdo con la corriente de excitación. El control de la corriente se realiza de acuerdo con la corriente de excitación y la corriente del par motor. Las órdenes de corriente de excitación, que se introducen en una unidad de control de corriente, son corregidas por un modelo de flujo magnético o por un flujo magnético estimado por un observador de flujo magnético dimensional mínimo para realizar la respuesta del flujo magnético de alta velocidad. Además, las órdenes de corriente de excitación se suministran a la unidad de control de corriente mediante un limitador para limitar la corriente de salida de un inversor.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

PROBLEMA PARA RESOLVER POR LA INVENCiÓN

[0010] Sin embargo, el controlador de vehículo eléctrico convencional tiene el problema siguiente. Se da prioridad a la reducción de la pérdida por conmutación de un circuito principal y el modo de un pulso se utiliza agresivamente. Así, se aplica una tensión fija substancialmente constante a un motor de CA sin tomar en consideración un estado verdadero de carga del motor de C.A. Como resultado, el motor de C.A. no se propulsa necesariamente con su eficiencia máxima, reduciendo así la eficiencia máxima de todo el controlador de vehículo eléctrico.

[0011] Por otro lado, al priorizar la propulsión en la que la pérdida del motor de CA se minimiza, es necesario ajustar un modo de pulso de un circuito principal en un modo de pulso distinto del modo de un pulso para manipular una amplitud de onda fundamental del valor de orden de tensión. En este caso, es posible seleccionar un modo de tres pulsos, por ejemplo. El problema en este caso es que, en el caso del modo de tres pulsos, la conmutación se realiza seis veces en 360 grados en el ángulo eléctrico. Por lo tanto, en comparación con el modo de un pulso, la pérdida por conmutación del circuito principal aumenta en el modo de tres pulsos.

[0012] Cuando se usa como circuito principal un inversor de varios niveles que tiene tres o más niveles de gradación, es posible seleccionar un modo que no sea de un pulso utilizando un inversor de 3 niveles, por ejemplo. En este caso se habilita una modulación de ancho de pulso sin cambiar el cómputo de conmutaciones de una unidad de conmutación que configura el circuito principal. Sin embargo, la dimensión, el peso, el número de componentes y el coste del circuito principal pueden aumentarse, permaneciendo por lo tanto un problema que es que este método no puede ser aplicado a todos los vehículos eléctricos.

[0013] Además, incluso en una configuración de un controlador de vehículo eléctrico convencional en el que la tensión de una unidad de fuente de alimentación de C.C. es controlada por una unidad de control del convertidor y un circuito principal del convertidor desde una unidad de fuente de alimentación de CA, la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C. es controlada básicamente de manera que sea constante, lo que, asimismo después de todo, necesita la aplicación de tensión independientemente del estado de carga real del motor de CA para el motor de CA Esto plantea el problema de que no es posible una propulsión óptimamente eficiente y la eficiencia de todo el controlador de vehículo eléctrico no puede alcanzar el máximo.

[0014] La presente invención se ha conseguido en vista de los problemas antes mencionados, y un objeto de la invención es proporcionar un controlador de vehículo eléctrico que tenga una pérdida total reducida del motor de CA Y del circuito principal.

MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA

[0015] Estos objetos son resueltos por las características de las reivindicaciones 1 y 5. Las reivindicaciones dependientes enumeran formas de realización ventajosas de la invención.

EFECTO DE LA INVENCiÓN

[0016] Según la presente invención, cuando un valor de orden de flujo magnético es calculado y es seleccionado según un valor de orden de par motor, y el valor seleccionado es enviado a la unidad de control vectorial, se suprime la suma total de una pérdida de un motor de CA y una pérdida de un circuito principal, y así se puede mejorar la eficiencia de todo el controlador de vehículo eléctrico.

5

DESCRIPCION BREVE DE LOS DIBUJOS

[0017]

[Fig. 1] La Fig. 1 es un esquema de configuración de un controlador de vehículo eléctrico según una primera forma de realización de la presente invención. [Fig. 2] La Fig. 2 es un esquema conceptual de las características de pérdida de un motor de inducción. [Fig. 3] La Fig. 3 es un esquema conceptual de las características de dependencia de la velocidad de una tensión terminal del motor de inducción. [Fig. 4] La Fig. 4 es un esquema de configuración de una configuración interna de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial según la primera forma de realización. [Fig. 5] La Fig. 5 es un esquema de configuración de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial que produce un valor de orden utilizando una orden de limítaclón NC. [Fig. 6] La Fig. 6 es un esquema de configuración de una configuración interna de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial según una segunda forma de realización de la presente invención. [Fig. 7] La Fig. 7 es un esquema de configuración de un controlador de vehículo eléctrico según una tercera forma de realización de la presente invención. [Fig. 8] La Fig. 8 es un esquema de configuración de una configuración interna de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial según la tercera forma de realización. [Fig. 9-1] La Fig. 9-1 representa una forma de ondas de tensión en un modo de un pulso. [Fig. 9-2] La Fig. 9-2 representa una forma de ondas de tensión en un modo de tres pulsos. [Fig. 9-3] La Fig. 9-3 representa una forma de ondas de tensión cuando se usa un inversor de 3 niveles.

EXPLICACIONES DE LETRAS O NÚMEROS

[0018]

1 motor de CA 2 unidad de fuente de alimentación de C.A. 3 unidad de fuente de alimentación de C.C. 4 unidad detectora de tensión de C.C. 5 primer circuito principal 6 unidad de control del convertidor 7 segundo circuito principal 8 unidad de control vectorial 9 Unidad detectora de velocidad 10 unidad generadora de valores de orden de par motor 11 unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 12 unidad detectora de cantidad y estado de la fuente de alimentación de C.A.

MEJOR(ES) MODO(S) DE REALIZAR LA INVENCiÓN

[0019] A continuación se describirán detalladamente unas formas de realización ilustrativas de un controlador de vehículo eléctrico según la presente invención con referencia a los dibujOS adjuntos. La presente invención no está limitada a las formas de realización.

Primera forma de realización.

[0020) La Fig. 1 es un esquema de configuración de un controlador de vehículo eléctrico según la presente realización. Como se muestra en la Fig. 1, la presente forma de realización incluye un motor de C.A. 1 que genera un par motor que alimenta a un vehículo eléctrico y una unidad detectora de velocidad 9 que mide una velocídad de giro del motor de C.A. 1. El motor de CA 1 es un motor de inducción o un motor síncrono, por ejemplo.

[0021] Además, la presente forma de realización incluye una unidad generadora de valores de orden de par motor

10. La unidad generadora de valores de orden de par motor 10 recibe información de orden de control, tal como la maniobra del volante realizada por un conductor a través de una unidad de operación operada por un conductor del vehículo eléctrico, convierte la información de orden de control en un valor de orden de par motor T* generado en el motor de CA 1 (más adelante, "valor de orden de par motor r-), y produce el valor de orden de par motor T*. Además, la presente forma de realización incluye una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a que se dispone posteriormente a la unidad generadora de valores de orden de par motor 10. La unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a calcula y selecciona un valor de orden de tensión de C.C. EFCR y un valor de orden de flujo magnético F2R en base a una entrada, como el valor de orden de par motor T* de la unidad generadora de valores de orden de par motor 10, y lo envía. Además, la presente forma de realización incluye una unidad de control del convertidor 6 que recibe el valor de orden de tensión de C.C. EFCR que es una de las salidas

lS

2S

de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a. Asimismo, la presente forma de realización incluye una unidad de control vectorial 6 que recibe el valor de orden de flujo magnético F2R que es la otra salida de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a. Debe observarse que un valor marcado con ..... (como en el valor de orden de par motor T*) representa un valor de orden.

[0022] En la presente forma de realización, una electricidad de C.A. es suministrada desde una unidad de fuente de alimentación de electricidad de CA 2 configurada por un cable aéreo de contacto, un pantógrafo o similar. La presente forma de realización incluye además una unidad detectora de cantidad y estado de la fuente de alimentación de C.A. 12 que detecta un tensión y una corriente de la unidad de fuente de alimentación de C.A. 2; un primer circuito principal 5 que convierte la salida de la electricidad de CA de la unidad de fuente de alimentación de CA 2 en una electricidad de C.C. bajo el control de la unidad de control del convertidor 6 y que produce la electricidad de C.C.; una unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a que está configurada por un condensador o similar, y Que tiene la función de suprimir una pulsación y almacenar parcialmente la salida de electricidad de C.C. del primer circuito principal 5 y cualquier otra función similar; una unidad detectora de tensión de C.C. 4 Que detecta el valor de tensión de C.C. EFC de la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a; un segundo circuito principal 7 que recibe la electricidad de C.C. de la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a, convierte la electricidad de C.C. en una electricidad de C.A. bajo el control de la unidad de control vectorial 8, y suministra la corriente resultante al motor de CA 1; Y una unidad detectora de corriente del motor de CA 13 que detecta una cantidad de corriente altema que es enviada desde el segundo circuito principal 7 y que es suministrada al motor de C.A. 1. Se describe una configuración intema de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a más adelante.

[0023] A continuación se describe una operación de la presente forma de realización. En primer lugar se describe una operación de suministro de corriente desde la unidad de fuente de alimentación de C.A. 2 a la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a y el motor de C.A. 1. La unidad de fuente de alimentación de C.A. 2 suministra una electricidad de CA al primer circuito principal 5. El primer circuito principal 5 convierte temporalmente la electricidad de C.A. en una electricidad de C.C. y suministra la electricidad de C.C. al segundo circuito principal 7. La unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a, que se encuentra entre el primer circuito principal 5 y el segundo circuito principal 7, suprime una pulsación de la corriente de C.C. y almacena parcialmente la electricidad de C.C., por ejemplo. El control de la conversión de la corriente de la electricidad de C.A. a la electricidad de C.C. es controlado por la unidad de control del convertidor 6. Es decir, para que el valor de tensión de C.C EFC o la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a detectada por la unidad detectora de tensión de C.C. 4 siga el valor de orden de tensión de

C.C. EFCR emitido desde la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial11a o la relación de factor de corriente entre una corriente Is y la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.A. 2 detectada por la unidad detectora de cantidad y estado de la fuente de alimentación de C.A. 12 sea de uno, se calcula una señal de conmutación del circuito principal Sw_c* en un lado de control, y la señal de conmutación del circuito principal Sw_c* es emitida desde la unidad de control del convertidor 6 hasta el primer circuito principal 5. Por consiguiente, la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a y la corriente de la unidad de fuente de alimentación de CA son controladas, convirtiendo así la electricidad de CA en la electricidad de C.C.

[0024] La unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a suministra la electricidad de C.C. al segundo circuito principal

7. El segundo circuito principal 7 convierte la electricidad de C.C. en una electricidad de C.A. que tiene un tensión variable y una frecuencia variable, y suministra la corriente resultante al motor de CA 1 para propulsar el motor de

C.A.: 1. La unidad de control vectorial 8, Que realiza el control de conversión de corriente, hace el control enviando la señal de conmutación del circuito principal Sw_i* calculada en el lado de control al segundo circuito principal 7 para que un par motor T actual producido por el motor de C.A. 1 siga el valor de orden de par motor T* introducido desde la unidad generadora de valores de orden de par motor 10, en base a una frecuencia de rotación FM del motor de

C.A.: 1 detectada por la unidad detectora de velocidad 9 y las corrientes de 3 fases lu, Iv, y Iw del motor de CA detectadas por la unidad detectora de la corriente del motor de CA 13, permitiendo asi el control de la aceleración y la desaceleración del vehículo eléctrico.

[0025] Mientras que arriba se ha descrito principalmente el flujo de electricidad, abajo se describe detalladamente el contenido de un proceso y un método dentro de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial11a y la unidad de control vectorial 8. Especialmente, en esta especificación, se presume que se utiliza un motor de inducción como el motor de CA 1. Sin embargo, la presente invención no se limita a eso, y puede aplicarse asimismo a un caso en el que se use un motor síncrono o similar como el motor de C.A. 1.

[0026] La unidad de control vectorial 8 recibe el valor de orden de par motor T* de la unidad generadora de valores de orden de par motor 10 Y el valor de orden de flujo magnético F2R de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a. La unidad de control vectorial 8 también recibe una velocidad angular de rotación Wm del motor detectada en la unidad detectora de velocidad 9, y las corriente aHemas lu, Iv, y Iw detectadas en la unidad

detectora de corriente del motor de CA 13.

[0027] En el llamado control vectorial, que se utiliza normalmente en vehiculos eléctricos desde finales de los 90, como método de control de par motor de un motor de inducción se introduce un sistema de coordenadas ortogonal de ejes d-q o dos ejes que gira en sincronismo con un vector de flujo magnético del motor de inducción, y se gestiona y controla un vector de una corriente que fluye al motor de inducción dividiéndolo en un componente de flujo magnético y un componente de par motor.

Es decir, la unidad de control vectorial 8 calcula una orden de corriente equivalente al flujo magnético 11DR, una orden de corriente equivalente al par motor 11QR, una orden de frecuencia de deslizamiento Ws del motor de 5 inducción y una orden de frecuencia de inversión Winv.

[0028]

IlDR=F2R/M (1) llQR =L2 ·T*/pm·M·F2R (2) Ws =R2/L2·11QRlIl DR (3) Winv=Wm+Ws (4 ) 10

[0029] Las constantes en las Ecuaciones (1) a (4) representan varias constantes de una máquina de inducción descrita abajo, y cada valor para el motor de la inducción utilizado es configurado dentro de la unidad de control vectorialS.

[0030]

15 R1: resistencia primaria del motor de inducción R1 : resistencia secundaria del motor de inducción R1: inductancia mutua del motor de inducción R 1: autoinductancia primaria del motor de inducción R 1: autoinductancia secundaria del motor de inducción

20 p.m.: número de pares de polos del motor de inducción

[0031] Las corrientes alternas lu, Iv, y Iw del motor 1 detectadas en la unidad detectora de corriente del motor de

C.A. 13 son convertidas en una corriente equivalente al flujo magnético 110 y una corriente equivalente al par motor 11Q por la Ecuación (5):

[0032]

[Ecuación 1]

(2 cosa cofa-~x) cos(a+ 2x) (IU J

lID ,,~ 3 3

(5)

(IIQ)= 3 sinO sin(9-~") Sin(O+~")· ::

25 donde ees un ángulo de fase de control, que debe ser calculado por la Ecuación (6): [0033]

[Ecuación 2] e=fWinv ·dt (6 )

[0034] Después, para que el valor de orden de corriente equivalente al flujo magnético 11 DR Y la corriente 30 equivalente al flujo magnético 110, calculada utilizando las Ecuaciones (1) a (6), se adapten, o para que el valor de

10

orden de corriente equivalente al par motor 11QR y la corriente equivalente al par motor 11Q se adapten, la unidad de control vectorial 8 genera un valor de orden de tensión que debe ser emitido por el llamado control vectorial al motor de inducción 1. Cuando el control vectorial se realiza de forma ideal, las órdenes de tensión para un eje d y un eje q es como se muestra con las Ecuaciones (7) y (8), respectivamente.

[0035]

Vd* =Rl· IlDR -oLl· Winv' I1QR (7)

Vq* = RI· IlQR + Winv · U/M· F2R (8)

donde a =1 -M·M/(l1·L2) es un coeficiente de fuga. Especialmente, cuando la orden de tensión es convertida en una amplitud IVI y un ángulo de fase. V, y cuando este último es considerado en términos de una relación con el ángulo de fase de control de la Ecuación (6), se pueden obtener las Ecuaciones (9) y (10):

[0036]

[Ecuación 3]

Ivl=~Vd*2 +Vq*2 (9) 9v =e+tan-,(Vq*) (10)

Vd*

[0037] los valores de orden de tensión obtenidos utilizando las Ecuaciones (9) y (10) son sometidos a una modulación de ancho de pulso para cacular la señal de conmutación del circuito principal Sw_i* que es enviada al segundo circuito principal 7. Cuando la señal resultante es controlada, llega a ser posible controlar el par motor del motor de C.A. 1 según el valor de orden de par motor T*.

[0038] la amplitud de tensión IVI en la Ecuación (9) alcanza el máximo durante el modo de un pulso. Un valor IVI max es decidido en este momento por el valor de tensión de C.C. EFC detectado por la unidad detectora de tensión de C.C. 4. Durante el modo de un pulso, como se muestra en la Fig. 9-1, la conmutación se realiza sólo dos veces en 360 grados en el ángulo eléctrico de la onda fundamental de la orden de tensión de CA y se produce la tensión de la onda rectangular.

[0039]

IVImax :: .J6/1t. EFe (11)

[0040] La presente forma de realización está caracterizada de tal manera que para aumentar la eficiencia de todo el controlador de vehículo eléctrico, según el valor de orden de par motor T*, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a calcula y selecciona el valor de orden de flujo magnético F2R (secundario) y lo envía a la unidad de control vectorial 8, y también calcula y selecciona el valor de orden de tensión de C.C. EFCR y lo envía a la unidad de control del convertidor 6. la especificación se describe abajo.

[0041] la Fig. 2 es un esquema conceptual de una característica de pérdida del motor de inducción 1. En la Fig. 2, la velocidad de rotación del motor de inducción 1 es una velocidad nominal constante y se representan las curvas de pérdida cuando las valoraciones del par motor son 25, 50, 75, 100, Y 125 [%], respectivamente, donde el eje horizontal es el flujo magnético (orden de corriente equivalente al flujo magnético) [%] y el eje vertical es la pérdida

[W] del motor de inducción. Con respecto al flujo magnético (orden de corriente equivalente al flujo magnético), la cantidad relativa con respeto a un valor de límite superior del flujo magnético está indicado en %, donde el flujo magnético (valor de límite superior del flujo magnético) durante el modo de un pulso es 100%. En la Fig. 2 se muestra que cuando el flujo magnético es manipulado, la pérdida cambia y en un punto la pérdida es mínima. Es decir, cuando el par motor es utilizado como una valoración (par motor de 100%), el flujo magnético con el que la pérdida del motor de inducción es mínima es igual al valor del limite superior del flujo magnético o flujo magnético durante el modo de un pulso, y cuando el par motor se hace más pequeño que la valoración (par motor inferior a 100%), el flujo magnético con el que la pérdida del motor de inducción es mínima está presente en un rango más

1S

pequeño que el valor del limite superior del flujo magnético. Cuando el par motor se hace más pequeño, también lo es el flujo magnético con el que la pérdida del motor de inducción es minima. En la Fig. 2, las ubicaciones en las que se satisface una condición de pérdida minima (condición de máxima eficiencia) se asignan con una estrella en cada curva de pérdida. La pérdida representa una pérdida de circuito del motor de inducción 1.

[0042] La pérdida de circuito del motor de inducción 1 incluye principalmente una pérdida primaria de cobre y una pérdida secundaria de cobre en una resistencia de circuito en cada uno de un lado primario y un lado secundario, y una pérdida de hierro en un centro de hierro. En términos de la física, se da la relación siguiente.

[0043] La pérdida primaria de cobre: producto del cuadrado de una corriente en el lado primario y una resistencia primaria R1 (substancialmente proporcional a una suma de los cuadrados de 11D y 110) La pérdida secundaria de cobre: producto del cuadrado de una corriente en el lado secundario y una resistencia R2 secundaria (substancialmente proporcional al cuadrado de 110). La pérdida de hierro: valor en el que se relacionan una corriente equivalente a la excitación magnética del lado primario y una resistencia de pérdida de hierro (cambios que dependen de 110)

[0044] Por consiguiente, cuando se calcula la orden de par motor T* utilizando las Ecuaciones (1) y (2) en el control vectorial, se manipula el valor de orden de flujo magnético F2R (o la orden de corriente equivalente al flujo magnético 11DR) y puede manipularse la proporción entre la corriente equivalente al flujo magnético 11D y la corriente equivalente al par motor 110, es decir, la proporción de pérdida del circuito. Cuando se establece la condición mínima de pérdida en la Fig. 2 en base a la relación o se convierte en datos de una tabla, la orden de corriente equivalente al flujo magnético 11 DR puede calcularse y obtenerse según la orden de par motor T*.

[0045] Por otro lado, la Fig. 3 es un esquema conceptual de la característica de dependencia de la velocidad de una tensión terminal del motor de inducción 1. El eje horizontal es una velocidad (de rotación) y el eje vertical es una tensión de salida del segundo circuito principal (o la unidad de control vectorial). En la Fig. 3, (1) representa una característica de tensión según el método descrito en el Documento de patente 1 y (2) representa una característica de tensión cuando la velocidad es cambiada bajo la condición de pérdida minima (condición de máxima eficiencia), utilizada en la primera forma de realización, mostrada en la Fig. 2. La misma condición de par motor se aplica tanto a

(1) como a (2). En la Fig. 3, la amplitud del valor de orden de tensión IVI según la técnica descrita en el Documento de patente 1 está en el modo de un pulso en el área de alta velocidad, y se adapta a un valor dependiente del valor de tensión de C.C. EFC, es decir, v46·EFC/p o su valor de conversión (región paralela al eje horizontal de (1». Para controlar la amplitud de tensión del motor de inducción en esta región, se dispone de los métodos (A) y (B) descritos abajo. Hay restricciones a cada uno de los métodos.

[00461

Método (A): Mediante el control a través de la unidad de control del convertidor 6 se aumenta o disminuye el valor de tensión de C.C. EFC. Método (B): Durante una selección del modo de conmutación de la unidad de control vectorial 8 se selecciona cualquier modo distinto del modo de un pulso.

[0047] En el método (A), se restringe un rango de manipulación del valor de tensión de C.C. EFC a un valor límite superior EFC_max decidido a partir de una propiedad de aislamiento o tensión no disruptiva del primer circuito principal 5 y un valor límite inferior EFC_min decidido a partir de una condición de tensión de la unidad de fuente de alimentación de CA 2 (amplitud de tensión de C.A.) y una configuración del circuito del primer circuito principal 5.

[0048] En el método (B), el rango de control de la amplitud de valor de orden de tensión IVI del motor de inducción 1 sólo se restringe para una dirección igualo inferior a v6/p·EFC. Además, se da la siguiente desventaja. En el caso de un inversor de 2 niveles generalmente configurado en el segundo circuito principal 7 utilizado en el vehiculo eléctrico, como se muestra en las Figs. 9-1 y 9-2, cuando el cómputo de conmutaciones alcanza una operación distinta del modo de un pulso que es minima, el cómputo de conmutaciones se incrementa inevitablemente, y esto lleva a un aumento de la pérdida del segundo circuito principal 7. En este caso, la Fig. 9-2 representa un modo de tres pulsos, en el que el cómputo de conmutaciones es de seis en 360 grados en el ángulo eléctrico.

[0049] En base a las descripciones antes mencionadas, en la presente forma de realización, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a es configurada como en la Fig. 4 para realizar las funciones descritas abajo. Como se muestra en la Fig. 4, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial11a incluye una unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21, una unidad de función de caracteristica de máxima eficiencia 22, una unidad de selección del valor de orden 23a, y una unidad de estimación de la pérdida de la condición de F2R1 24. La unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21 calcula todo el tiempo un valor de orden de flujo magnético F2R1 para el modo de un pulso convencional, según la entrada a la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a, es decir, el valor de tensión de C.C. EFC, la orden de par motor T* y la frecuencia de rotación FM. La unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21 está realizada por una unidad de cálculo de orden de flujo

10

magnético secundaria descrita en el Documento de patente 1, por ejemplo. La unidad de estimación de la pérdida de la condición de F2R1 24 calcula una pérdida Loss1 del motor de inducción 1 cuando es accionado en el modo de un pulso a partir de una relación de características mostrada en la Fig. 2, basada en la orden de par motor T* y el valor de orden de flujo magnético F2R1 para un modo de un pulso enviado por la unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21. La unidad de función de característica de máxima eficiencia 22 recibe la orden de par motor T* y la frecuencia de rotación FM. La unidad de función de característica de máxima eficiencia 22 envia, según la orden de par motor T*, el valor de orden de flujo magnético F2R2 que maximiza la eficiencia del motor de inducción 1 a partir de las caracteristicas mostradas en la Fig. 2. Al mismo tiempo, se envía la pérdida Loss2 del motor de inducción 1 durante la condición de máxima eficiencia a partir de las características de las Fig. 2, Y además, a partir las Ecuaciones (12) a (15) se calcula una amplitud de tensión terminal IVI2 del motor de inducción 1 durante la condición de máxima eficiencia:

[0050}

[Ecuación 4]

R2·T*

Winv2=Wm+ , (12)

pm·F2R2

Vd2* =Rl. F2R2 -aU . Winv2 . L2· T* (13 ) M pm ·M·F2R2 L2·T* . Ll

Vq2* = Rl · + WlOv2· -'F2R2 (14 )

pm· M·F2R2 M

IVI2 = ~Vd2·2 +Vq2·2 (15 )

[0051] En estas ecuaciones, Winv2, Vd2* y Vq2* equivalen a las Ecuaciones (4), (7), Y (8), respectivamente, y se calculan con respeto al valor de orden de flujo magnético F2R2.

[0052] Se introducen dos tipos de valores de orden de flujo magnético F2R1 y F2R2, las pérdidas Loss1 y Loss2 del motor de inducción 1 bajo la condición correspondiente, y la amplitud de tensión terminal IVI 2 del motor de inducción 1 durante la condición de máxima eficiencia a la unidad de selección del valor de orden 23a. En base a estos valores introducidos, la unidad de selección del valor de orden 23a decide el valor de orden de flujo magnético F2R enviado a la unidad de control vectorial 8 y el valor de orden de tensión de C.C. EFCR enviado a la unidad de control del convertidor 6 según las condiciones de la amplitud de tensión terminal IVI 2 como se describe abajo. Las regiones correspondientes a las Condiciones (i), (ii), Y (iii) también se describen en la Fig. 3.

(i) Región en la que se establece que v6/p'EFC_max<IVI2

[0053] En esta región, la amplitud de tensión terminal IVI 2 que proporciona la condición de máxima eficiencia del motor de inducción 1 excede un límite superior de tensión que el segundo circuito principal 7 puede producir, y por lo tanto no se puede seleccionar la condición de máxima eficiencia. Sin embargo, para minimiZar la pérdida dentro de un rango seleccionable según las características de la Fig. 2, se seleccionan EFCR = EFC Max y F2R=F2R1.

(ii) Región en la que se establece que v6/p'EFC_min=IVI2=v6/p'EFC_max

[0054] En esta región, la condición de máxima eficiencia del motor de inducción 1 requiere accionar el segundo circuito principal 7 en un modo de un pulso, y esto puede lograrse controlando el valor de tensión de C.C. EFC. Así, se seleccionan EFCR=p/v6'IVI2 y F2R=F2R2. En este caso se establece que F2R=F2R1=F2R2.

(iii) Región en la que se establece que 1V12<v6/p'EFC_min

[0055] En esta región, la condición de máxima eficiencia del motor de inducción 1 es cualquiera distinta al modo de un pulso. Por consiguiente, mientras que el aumento de pérdida del segundo circuito principal 7 es tomado en consideración, se selecciona un valor de orden. Cuando la pérdida de conmutación del segundo circuito principal 7 durante el modo de un pulso es LossP1 y la pérdida de conmutación del segundo circuito principal 7 durante un modo distinto al de un pulso es LossPn1 , el total de la pérdida del motor de inducción 1 y la pérdida del segundo circuito principal 7 es como sigue.

5

[00561

cuando se acciona en un modo de un pulso según el Documento de patente 1: Loss1+LossP1 cuando se acciona en un punto de pérdida mínima del motor de inducción: Loss2+LossPn1

[0057] En este caso, para reducir la pérdida de todo el controlador de vehiculo eléctrico, se proporcionan primero los datos de LossP1 y LossPn1 a la unidad de selección del valor de orden 23a. En este estado, se selecciona lo siguiente:

[00581

cuando (iii-a): Loss1+LossP1>Loss2+LossPn1 , EFCR=EFC_min y F2R=F2R2, Y cuando (iii-b) Loss1+LossP1=Loss2+LossPn1, EFCR=EFC_min y F2R=F2R1.

[0059] Cuando se usa un inversor de varios niveles que tiene tres o más niveles de gradación (por ejemplo, un inversor de 3 niveles. La Fig. 9-3 representa una forma de onda de tensión cuando se usa el inversor de 3 niveles) como el segundo circuito principal 7, se habilita la modulación de ancho de pulso sin cambiar especialmente el cómputo de conmutaciones de la unidad de conmutación que configura el circuito principal. En este caso, LossP1=LossPn1, y asi se establece (iii-a) todo el tiempo en la región (iii). Como resultado, se puede seleccionar F2R2 para el control de máxima eficiencia como la orden de flujo magnético F2R.

[00601 Como se ha descrito arriba, en la unidad de selección del valor de orden 23a, se configura la unidad de valor de orden de control vectorial11a que determina lo siguiente: (i), (ii), (iii-a) y (iii-b), Y se calculan y seleccionan el valor de orden de tensión de C.C. EFCR y el valor de orden de flujo magnético F2R. Así se puede reducir la pérdida de todo el controlador de vehículo eléctrico.

[00611 Como se ha descrito arriba, según la primera forma de realización mostrada en las Figs. 1 a 4, es posible obtener el efecto de que cuando se seleccione el valor de orden de flujO magnético F2R para la unidad de control vectorial 8 y se manipule en base a la orden de par motor r , se minimice la suma total de las pérdidas del motor de

C.A. 1 Y del segundo circuito prinCipal 7 según la condición de accionamiento y se pueda mejorar la eficiencia de todo el controlador de vehiculo eléctrico.

[00621 Asimismo, además del efecto de que cuando se selecciona el valor de orden de tensión de C.C. EFCR para la unidad de control del convertidor 6 en base a la orden del par motor T*, la pérdida del motor de C.A. 1 puede minimizarse, se puede obtener el efecto de que la pérdida de conmutación del segundo circuito principal 7 se reduce, obteniendo asi el efecto de que la eficiencia de todo el controlador de vehículo eléctrico puede mejorarse más.

[0063] En la presente forma de realización, como se muestra en la Fig. 4, se ha descrito el modo en el que se forma la condición de máxima eficiencia del motor de inducción 1 como una función. Sin embargo, en algunos vehículos ferroviarios, se da el caso de que se decide una característica de velocidad anteriormente en la orden de par motor T* desde la unidad de operación para cada fase de entrada del volante (llamada orden de limitación NC), y así la característica de velocidad de la condición de máxima eficiencia del motor de inducción 1 puede calcularse anteriormente para cada orden de limitación NC. Por consiguiente, como se muestra en la Fig. 1, en la presente forma de realización, la unidad generadora de valores de orden de par motor 10 se configura para generar, junto con la orden de par motor r, la orden de limitación NC recibida de la unidad de operación. Como resultado, como se muestra en la Fig. 5, proporcionando una tabla 25 de características de flujo magnético de máxima eficiencia en la que se registra anteriormente el valor de orden de flujo magnético F2R2 para cada limite y una tabla 26 de características de tensión de C.C. de máxima eficiencia en la que se regístra el valor de orden de tensión de C.C. de máxima eficiencia EFC2 para cada limite, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11a puede hacerse para producir y seleccionar el valor de orden de tensión de C.C. EFCR y el valor de orden de flujo magnético F2R según la orden de limitación NC.

[00641 En virtud de esta configuración, basada en la orden de limitación NC recibida de la unidad de operación, se selecciona el valor de orden de flujo magnético F2R que maximiza la eficiencia de todo el controlador y se envla a la unidad de control vectorial 8, proporcionando así el efecto de que la eficiencia del controlador puede mejorarse con una configuración más sencilla. Además, en base a la orden de limitación NC recibida de la unidad de operación, puede seleccionarse el valor de orden de tensión de C.C. EFCR que maximiza la eficiencia de todo el controlador y se envía a la unidad de control del convertidor 6, proporcionando así el efecto de que la eficiencia del controlador puede mejorarse con una configuración más sencilla.

Segunda forma de realización.

[0065] La Fig. 6 es un esquema de configuración de una configuración interna de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial según una segunda forma de realización del controlador de vehículo eléctrico de la presente invención. En la presente forma de realización, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a según la primera forma de realización es sustituida por una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial11b mostrada en la Fig. 6. En la Fig. 3 se cambia la proporción de (i), (ii) Y (iii) según el rango de operación de la orden de par motor en el controlador de vehículo eléctrico, el diseño óptimo para el motor, la especificación de un rango de operación de la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a y la via ferroviaria por la que el vehículo eléctrico o similar viaja realmente bajo una condición. Especialmente, en el caso de un vehículo eléctrico diseñado de tal manera que la región (iii) sea mas pequeña que cualquier otra región, y asi se determine que hay una pequeña contribución a una conducción sumamente eficiente, se omite la determinación de (iii-a) y (iii-b) en la que la pérdida del segundo circuito principal 7 es tomada en consideración en la configuración de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 a, y la alta eficiencia del dispositivo puede aplicarse sólo manipulando el valor de tensión de C.C. EFC mientras se prioriza la operación del modo de un pulso como se describe abajo.

[0066]

Región (i): EFCR=EFC_max y F2R=F2R1 Región (ji): EFRC=p/v6·IVI2 y F2R=F2R2 (=F2R1) Región (iii): EFCR = EFC_min y F2R=F2R1

[0067] La Fig. 5 representa la configuración de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 b que realiza esta determinación. La unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 b incluye la unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21, una unidad de función de característica de máxima eficiencia 22b y una unidad de selección del valor de orden 23b. La unidad de cálculo de orden de flujo magnético 21, de forma simílar a la primera forma de realización, recibe el valor de tensión de C.C. EFC, la orden de par motor T*, y la frecuencia de rotación FM, y calcula todo el tiempo el valor de orden de flujo magnético F2R1 para el modo de un pulso convencional. El valor de orden de flujo magnético F2R1 es enviada, como el valor de orden de flujo magnético F2R, todo el tiempo a la unidad de control vectorial 8. La unídad de función de característica de máxima eficiencia 22b recibe la orden de par motor T* y la frecuencia de rotación FM para calcular la amplitud de tensión terminal IVI 2 del motor de índucción 1 bajo la condición de máxima eficiencia y envía la misma a la unidad de selección del valor de orden 23b. La unidad de selección del valor de orden 23b selecciona el valor de orden de tensión de C.C. EFCR que depende de las regiones (i), (ii), Y (iii), Y la envia a la unidad de control del convertidor 6. En la presente forma de realización, el modo de un pulso es priorizado todo el tiempo, y asi, en la región (iii), no se puede conseguir la minimización de pérdida de todo el dispOSitivo estrictamente. Sin embargo, no es necesario un proceso para seleccionar el valor de orden de flujo magnético F2R comparando los valores de pérdida y se reduce una cantidad de operaciones aritméticas de un microordenador. Por consiguiente, la formación de la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11 b en la práctica puede hacerse de una manera más simple. El resto de la configuración de la presente forma de realización es idéntica a la de la primera forma de realización.

[00681 Como se ha descrito arriba, mediante el controlador de vehiculo eléctrico según la segunda forma de realización mostrada en las Figs. 1 y 6, cuando el valor de orden de tensión de C.C. EFCR se manipula para la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3a en base a la orden de par motor T*, se manipula indirectamente un valor de orden de flujo magnético F2R para la unidad de control vectorial 8 indirectamente, y según la condición de conducción, se minimiza una suma total de pérdidas del motor de CA 1 Y del segundo circuito principal 7, proporcionando así el efecto de que se puede mejorar la eficiencia de todo el controlador de vehículo eléctrico.

Tercera forma de realización.

[0069] La Fig. 7 es un esquema de configuración de un controlador de vehículo eléctrico según una tercera forma de realización de la presente invención. La Fig. 8 es un esquema de configuración de una configuración interna de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial según la tercera forma de realización. Mientras que la primera forma de realización describe la configuración de un llamado vehículo eléctrico de C.A. en el que la electricidad es suministrada desde un cable aéreo de contacto de CA, la tercera forma de realización describe una configuración de un llamado vehículo eléctrico de C.C. en el que la electricidad es suministrada desde un cable aéreo de contacto de C.C. Es decir, como se muestra en la Fig. 7, la electricidad es suministrada desde la unidad de fuente de alimentación de C.C. 3b configurada por un cable aéreo de contacto, un pantógrafo, un condensador de filtro o similar, a través del segundo circuito principal 7 controlado por la unidad de control vectorial 8 al motor de

C.A. 1. El motor de C.A. 1 genera el par motor, que propulsa el vehículo eléctrico. La relación entre la cual la unidad generadora de valores de orden de par motor 10 envia la orden de par motor T* y se logra el control del par motor del motor de C.A. 1 a través del control vectorial mediante la dispOSición de una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11c, la unidad de control vectorial 8, la unidad detectora de tensión de C.C. 4, el segundo circuito principal 7, la unidad detectora de corriente en el motor de C.A. 13 Y la unidad detectora de velocidad 9 es similar a la de la primera forma de realización. Por lo tanto, los mismos números de referencia indican los mismos

•

componentes, por lo que se omitirá la explicación de los mismos. Además, la característica de que, en base a la señal de entrada de limitación, se realiza la configuración en la que se habilita el control vectorial del motor de C.A. es idéntica a la de la primera forma de realización.

[0070] A diferencia de la primera forma de realización, la presente forma de realización es un modo en el que la

5 unidad de fuente de alimentación de C.C. 3b es suministrada directamente con la electricidad por un cable aéreo de contacto sin que exista un medio de control de la unidad de fuente de alimentación de C.C. Así, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial 11c no incluye medios para producir el valor de orden de tensión de C.C. EFCR, y por lo tanto se dispone una configuración como se muestra en la Fig. 8. El proceso de selección del valor de orden de flujo magnético F2R se aplica sólo en el siguiente (iii-a)' y (iii-b)'.

10 [0071]

cuando (iii-a)': Loss1 +LossP1 >Loss2+LossPn1, F2R=F2R2

cuando (iii-b)': Loss1 +LossP1=Loss2+LossPn1, F2R=F2R1

(0072] De forma similar a la primera forma de realización, LossP1 es una pérdida de conmutación durante un modo de un pulso, y LossPn1 es una pérdida de conmutación durante un modo distinto de un pulso.

15 [0073] Por consiguiente, seleccionando y manipulando el valor de orden de flujo magnético F2R para la unidad de control vectorial 8 en base a la orden de par motor T* por el controlador de vehículo eléctrico según la tercera forma de realización mostrada en las Fígs. 7 y 8, se mínimiza una suma total de las pérdidas del motor de CA 1 yel segundo circuito principal 7 dependiendo de la condición de conducción, y así se puede mejorar la eficiencia de todo el controlador de vehiculo eléctrico.

20 APLICABILIDAD INDUSTRIAL

[0074] Como se ha descrito arriba, el controlador de vehículo eléctrico según la presente invención sirve para controlar eficientemente un motor de C.A. que genera par motor para propulsar un vehiculo eléctrico.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Controlador de vehículo eléctrico que incluye un motor de C.A. (1), el controlador de vehículo eléctrico

comprendiendo: un circuito principal (7) configurado para convertir una electricidad de C.C: suministrada por una fuente de alimentación de C.C. en una electricidad de C.A. y suministrar la electricidad de C.A. al motor de C.A. (1); una unidad de control vectorial (8) configurada para generar una orden de conmutación para ordenar una operación de conmutación del circuito principal (7), realizando asi el control vectorial del motor de CA (1); una unidad generadora de valores de orden de par motor (10) configurada para generar un valor de orden de par motor que es un valor de orden de un par motor que el motor de C.A. (1) hace que se produzca; y

una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11 a; 11 c) configurada para calcular, a partir del valor de orden de par motor, un primer valor de orden de flujo magnético para minimizar una pérdida del motor de C.A. (1), y un segundo valor de orden de flujo magnético, que es un valor de orden de flujo magnético cuando el motor de C.A. (1) es controlado en un modo de un pulso, calcular una primera suma total de pérdidas del motor de C.A. (1) Y las pérdidas del circuito principal (7) cuando el motor de CA (1) es controlado por el primer valor de orden de flujo magnético y una segunda suma total de pérdidas del motor de C.A. (1) Y las pérdidas del circuito principal (7) cuando el motor de C.A. (1) es controlado por el segundo valor de orden de flujo magnético. en donde la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a; 11c) es configurada además para enviar el primer valor de orden de flujo magnético a la unidad de control vectorial (8) cuando la primera suma total es inferior a la segunda suma total, y enviar el segundo valor de orden de flujo magnético a la unidad de control vectorial (8) cuando la primera suma total es igualo superior a la segunda suma total.
2.

Controlador de vehiculo eléctrico según la reivindicación 1. en donde la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a; 11b) calcula un valor de orden de flujo magnético cuando el motor de C.A. (1) es controlado en un modo de un pulso y envía el valor de orden de flujo magnético calculado a la unidad de control vectorial (8).
3.

Controlador de vehículo eléctrico según la reivindicación 1, que comprende: un circuito del convertidor de C.A. a C.C. configurado para convertir una energia de C.A. suministrada desde una fuente de alimentación de C.A. en una electricidad de C.C.; una unidad de control del convertidor (6) configurada para generar una orden de conmutación para ordenar una operación de conmutación del circuito del convertidor de CA a C.C. (5); una unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a) a la que se introduce una electricidad de C.C. enviada desde el circuito principal del convertidor de C.A. a C.C .. en donde la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a) es la fuente de alimentación de C.C.; y una unidad detectora de tensión de C.C. que detecta un tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a), en donde la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a) es configurada además para:

calcular una amplitud de tensión terminal del motor de CA (1) cuando el motor de C.A. (1) es controlado por el primer valor de orden de flujo magnético, establecer un valor de límite inferior que es decidido anteriormente por una característica del circuito del convertidor de C.A. a C.C. (5) y que está relacionado a una tensión aplicada de la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a) a un valor de orden de tensión de C.C. para ordenar la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C.(3a), y enviar el valor de orden de tensión de C.C. a la unidad de control vectorial (8).
4.

Controlador de vehiculo eléctrico según la reivindicación 1, en donde la unidad generadora de valores de orden de par motor (10) es configurada para generar un valor de orden de limitación recibido de una unidad de operación operada por un conductor del vehículo eléctrico, la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a) incluyendo una tabla registrada con un valor de orden de flujo magnético correspondiente a una suma total de pérdidas más pequeñas, anteriormente calculada. según el valor de orden de limitación, y la unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a) selecciona de la tabla, según el valor de orden de limitación, un valor de orden de flujo magnético para enviarlo a la unidad de control vectorial (8).
5.

Controlador de vehículo eléctrico que incluye un motor de CA (1), el controlador de vehiculo eléctrico

comprendiendo: un primer circuito principal (5) configurado para convertir una energía de C.A. suministrada desde una fuente de alimentación de C.A. en una electricidad de C.C.; una unidad de control del convertidor (6) configurada para generar una orden de conmutación para ordenar una operación de conmutación del primer circuito principal (5); una unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a) configurada para recibir una electricidad de C.C. del primer circuito principal (5);

una unidad detectora de tensión de C.C. configurada para detectar un tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a); un segundo circuito principal (7) configurado para convertir una electricidad de C.C: enviada desde la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a) en una electricidad de C.A. y suministrar la electricidad de C.A. al motor de CA (1); una unidad de control vectorial (8) configurada para generar una orden de conmutación para ordenar una operación de conmutación del segundo circuito principal (7), realizando así el control vectorial del motor de C.A.

(1);

una unidad generadora de valores de orden de par motor (10) configurada para generar un valor de orden de

limitación recibido de una unidad de operación de un conductor del vehículo eléctrico y un valor de orden de par

motor que es un valor de orden de un par motor que se hace que el motor de C.A. (1) produzca; y

una unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a) que incluye una tabla registrada con un valor

de orden de tensión de C.C. que se utiliza para ordenar la tensión de la unidad de fuente de alimentación de C.C.

(3a) y que es calculado anteriormente, según el valor de orden de limitación, en base a una amplitud de tensión

terminal del motor de CA (1) cuando es controlado por un valor de orden de flujo magnético para que se

minimice una pérdida del motor de C.A. (1) Y un valor de limite superior y un valor de límite inferior que son

decididos anteriormente por una característica del primer circuito principal (5) y que se relacionan a una tensión

aplicada de la unidad de fuente de alimentación de C.C. (3a), y envía el valor de orden de tensión de C.C. a la

unidad de control del convertidor (6), en donde

la amplitud de la tensión terminal del motor de C.A. (1) es calculada a partir del valor de orden de par motor, y la

unidad de cálculo del valor de orden de control vectorial (11a) selecciona, según el valor de orden de limitación,

el valor de orden de tensión de C.C. que debe enviarse a la unidad de control del convertidor (6) a partir de la

tabla.
6. Controlador de vehículo eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 4 y 6, en donde las características del primer circuito principal (5) incluye una condición de tensión de la fuente de alimentación de C.A. y una configuración de circuito del primer circuito principal (5), y una propiedad aislante y una propiedad de tensión no disruptiva del primer circuito principal (5).

FIG.1

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1

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FIG.2

PÉRDIDA DEL MOTOR DE INDUCCiÓN IWl

DE UN PULSO (VALOR

*: CONDICiÓN DE PÉRDIDA MíNIMA

DEL LÍMITE SUPERIOR

(CONDICiÓN DE MÁXIMA EFICIENCIA)

DEL FLUJO MAGNÉTICO

FIG.3

LíMITE SUPERIOR: f6 . EFe mlJX

TENSiÓN DE SALIDA DEL SEGUNDO CIRCUITO PRINCIPAL (UNIDAD DE

CONTROL VECTORIAL) lÍMITE INFERIOR: J6 . EFe min

lf

"

VELOCIDAD

(1): AMPLITUD DEL VALOR DE ORDEN DE TENSiÓN M ( .J6 .EFe DURANTE EL MODO DE UN PULSO)

r SEGÚN EL SISTEMA DEL DOCUMENTO DE PATENTE 1

(2): AMPLITUD DEL VALOR DE ORDEN DE TENSiÓN fVI2 DURANTE LA CONDICiÓN DE MÁXIMA EFICIENCIA DEL MOTOR DE INDUCCiÓN

FIG.4

11a ,)

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VALOR DE TENSI DEC.C. EFC ORDEN DE PAR MOTOR 1" FRECUENCIA DE ROTACiÓN FM

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FIG.6

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ORDEN DE PAR MOTOR T• FRECUENCIA DE ROTACiÓN FM

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FIG.7

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FIG.9-1

TENSiÓN DE ONDA RECTANGULAR

ONDA FUNDAMENTAL DE ORDEN DE TENSiÓN DE C.A.

FIG.9-2 ·

FIG.9-3