JPH04355697A - 電気自動車のモータ駆動制御装置 - Google Patents
電気自動車のモータ駆動制御装置Info
- Publication number
- JPH04355697A JPH04355697A JP3131544A JP13154491A JPH04355697A JP H04355697 A JPH04355697 A JP H04355697A JP 3131544 A JP3131544 A JP 3131544A JP 13154491 A JP13154491 A JP 13154491A JP H04355697 A JPH04355697 A JP H04355697A
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- JP
- Japan
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- motor
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動源として三相交流
モータを備えた電気自動車のモータ駆動制御装置に関す
る。
モータを備えた電気自動車のモータ駆動制御装置に関す
る。
【0003】
【従来の技術】従来より、この種の電気自動車のモータ
駆動制御装置においては、図7に示すように、バッテリ
ー電源1を、可変電圧可変周波数形の電力変換器たるイ
ンバータ主回路2により三相電力に変換し、これにて三
相交流モータ例えば三相誘導モータ3を駆動するように
している。そして、この誘導モータ3により車輪を回転
させるようにしている。このものでは、自動車のアクセ
ル踏み込み操作に応じてトルク指令値T*を発生し、こ
のトルク指令値T*とモータ3の回転速度ωrとに基づ
いて、周波数指令発生器4,電圧指令発生器5,積分器
6およびPWM電圧発生器7を介し前記インバータ主回
路2を制御し、もってモータ3の回転速度を変更する構
成としている。なお、上記モータ3の一次巻線はデルタ
結線とされている。
駆動制御装置においては、図7に示すように、バッテリ
ー電源1を、可変電圧可変周波数形の電力変換器たるイ
ンバータ主回路2により三相電力に変換し、これにて三
相交流モータ例えば三相誘導モータ3を駆動するように
している。そして、この誘導モータ3により車輪を回転
させるようにしている。このものでは、自動車のアクセ
ル踏み込み操作に応じてトルク指令値T*を発生し、こ
のトルク指令値T*とモータ3の回転速度ωrとに基づ
いて、周波数指令発生器4,電圧指令発生器5,積分器
6およびPWM電圧発生器7を介し前記インバータ主回
路2を制御し、もってモータ3の回転速度を変更する構
成としている。なお、上記モータ3の一次巻線はデルタ
結線とされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、モータ3の一次巻線はデルタ結線としてい
るため、もともと始動電流が大きく、さらに、始動時や
加速時における高トルク要求に応じるためには、インバ
ータ主回路2の電流容量を大きくすると共にモータ3も
大きくする必要があり、それを抑えようとするとギアチ
ェンジ機構を用いる必要があり、いずれにしても、モー
タ駆動制御装置の大形化およびコストの上昇を招く問題
があった。
来構成では、モータ3の一次巻線はデルタ結線としてい
るため、もともと始動電流が大きく、さらに、始動時や
加速時における高トルク要求に応じるためには、インバ
ータ主回路2の電流容量を大きくすると共にモータ3も
大きくする必要があり、それを抑えようとするとギアチ
ェンジ機構を用いる必要があり、いずれにしても、モー
タ駆動制御装置の大形化およびコストの上昇を招く問題
があった。
【0005】そこで、本発明の目的は、電力変換器の電
流容量およびモータの大きさを上げることなく、しかも
ギアチェンジ機構を用いずに、低速度走行時の高トルク
運転を可能とする電気自動車のモータ駆動制御装置を提
供するにある。
流容量およびモータの大きさを上げることなく、しかも
ギアチェンジ機構を用いずに、低速度走行時の高トルク
運転を可能とする電気自動車のモータ駆動制御装置を提
供するにある。
【0006】[発明の構成]
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電気自動車のモ
ータ駆動制御装置は、バッテリー電源からの直流電力を
可変電圧可変周波数形電力変換器によって三相交流電力
に変換することにより、三相交流モータを駆動し、この
モータにより車輪を回転させるようにした電気自動車の
モータ駆動制御装置において、前記モータの一次巻線を
スター結線とデルタ結線とに切り換える結線切換手段と
、低速度走行時にスター結線とし高速度走行時にはデル
タ結線とするように前記結線切換手段を制御する切換制
御手段とを設けたところに特徴を有する。
ータ駆動制御装置は、バッテリー電源からの直流電力を
可変電圧可変周波数形電力変換器によって三相交流電力
に変換することにより、三相交流モータを駆動し、この
モータにより車輪を回転させるようにした電気自動車の
モータ駆動制御装置において、前記モータの一次巻線を
スター結線とデルタ結線とに切り換える結線切換手段と
、低速度走行時にスター結線とし高速度走行時にはデル
タ結線とするように前記結線切換手段を制御する切換制
御手段とを設けたところに特徴を有する。
【0008】
【作用】上記手段によれば、低速度走行時にはモータの
一次巻線をスター結線とすることにより、デルタ結線の
場合に比して励磁電流は1/α(αは式1に示す)とな
る。これにより、電力変換器から流し得る最大トルク電
流はスター結線の場合の方が大きくなる。この結果、低
速走行時の高トルク要求を十分に満たすことができる。 この場合、一次巻線に流れる電流はα倍にあるので、モ
ータの発熱が大となるが、自動車の走行パターンにおい
て始動加速時間は短いのでさほど問題はない。また、通
常の高速走行時にはデルタ結線とするのでモータの発熱
を抑えることができる。
一次巻線をスター結線とすることにより、デルタ結線の
場合に比して励磁電流は1/α(αは式1に示す)とな
る。これにより、電力変換器から流し得る最大トルク電
流はスター結線の場合の方が大きくなる。この結果、低
速走行時の高トルク要求を十分に満たすことができる。 この場合、一次巻線に流れる電流はα倍にあるので、モ
ータの発熱が大となるが、自動車の走行パターンにおい
て始動加速時間は短いのでさほど問題はない。また、通
常の高速走行時にはデルタ結線とするのでモータの発熱
を抑えることができる。
【0009】
【数1】
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例につき図1ない
し図6を参照しながら説明する。図1において、バッテ
リー電源11には、三相インバータブリッジからなる可
変電圧可変周波数形の電力変換器たるインバータ主回路
12が接続されており、このインバータ主回路12によ
り三相交流モータ例えば三相誘導モータ13を駆動する
ようになっている。インバータ主回路12と前記モータ
13との間には、結線切換手段たる結線切換器14が接
続されており、この結線切換器14により前記モータ1
3の一次巻線をスター結線する場合とデルタ結線する場
合とを切り換えるようになっている。この結線切換器1
4は、外部信号により制御される3個のリレースイッチ
を有し、そのリレースイッチが上側に投入されている状
態でデルタ結線とし、リレースイッチが下側に投入され
るとスター結線とする。
し図6を参照しながら説明する。図1において、バッテ
リー電源11には、三相インバータブリッジからなる可
変電圧可変周波数形の電力変換器たるインバータ主回路
12が接続されており、このインバータ主回路12によ
り三相交流モータ例えば三相誘導モータ13を駆動する
ようになっている。インバータ主回路12と前記モータ
13との間には、結線切換手段たる結線切換器14が接
続されており、この結線切換器14により前記モータ1
3の一次巻線をスター結線する場合とデルタ結線する場
合とを切り換えるようになっている。この結線切換器1
4は、外部信号により制御される3個のリレースイッチ
を有し、そのリレースイッチが上側に投入されている状
態でデルタ結線とし、リレースイッチが下側に投入され
るとスター結線とする。
【0011】前記モータ13には速度検出器15が設け
られており、これは速度信号ωrを出力するようになっ
ている。また、図示しないアクセルペダルが踏み込まれ
ると、その踏み込み量に応じてこれまた図示しないトル
ク指令発生器によりトルク指令値T*が発生されるよう
になっている。このトルク指令値T*は周波数指令発生
器16及び切換制御手段たる結線選択信号発生器17に
与えられるようになっている。周波数指令発生器16は
、図2に示すように、すべり周波数推定器18と周波数
換算器19と加算器20を有し、トルク指令値T*に応
じたすべり周波数Fsf*と、速度信号ωrに比例した
周波数換算値Frとの和により周波数指令値F*を発生
する。
られており、これは速度信号ωrを出力するようになっ
ている。また、図示しないアクセルペダルが踏み込まれ
ると、その踏み込み量に応じてこれまた図示しないトル
ク指令発生器によりトルク指令値T*が発生されるよう
になっている。このトルク指令値T*は周波数指令発生
器16及び切換制御手段たる結線選択信号発生器17に
与えられるようになっている。周波数指令発生器16は
、図2に示すように、すべり周波数推定器18と周波数
換算器19と加算器20を有し、トルク指令値T*に応
じたすべり周波数Fsf*と、速度信号ωrに比例した
周波数換算値Frとの和により周波数指令値F*を発生
する。
【0012】結線選択信号発生器17は、図3に示すよ
うな特性を有するものであり、即ち、比較的低速度で大
きなトルクが必要なときにスター結線選択信号Syを発
生し、逆に高速度ではデルタ結線選択信号Sdを発生す
るようになっており、その信号に基づいて前記結線切換
器14のスイッチを制御するようになっている。なお、
図3に示したように、上記各選択信号SyおよびSdに
は切換回数を少なくするためにヒステリシス領域Hが設
けられている。
うな特性を有するものであり、即ち、比較的低速度で大
きなトルクが必要なときにスター結線選択信号Syを発
生し、逆に高速度ではデルタ結線選択信号Sdを発生す
るようになっており、その信号に基づいて前記結線切換
器14のスイッチを制御するようになっている。なお、
図3に示したように、上記各選択信号SyおよびSdに
は切換回数を少なくするためにヒステリシス領域Hが設
けられている。
【0013】電圧指令値発生器21は、前記周波数指令
値F*に応じた電圧指令V*を発生するようになってお
り、この場合前記選択信号SyおよびSdのうちデルタ
結線選択信号Sdが与えられると、デルタ結線選択信号
Sdが与えられた場合のα(αの値は式2で示される)
倍のV/F比となるように構成されている。
値F*に応じた電圧指令V*を発生するようになってお
り、この場合前記選択信号SyおよびSdのうちデルタ
結線選択信号Sdが与えられると、デルタ結線選択信号
Sdが与えられた場合のα(αの値は式2で示される)
倍のV/F比となるように構成されている。
【0014】
【数2】
【0015】前記周波数指令発生器16により発生した
周波数指令値F*は積分器22にも与えられるようにな
っており、この積分器22では周波数指令値F*を積分
して位相角指令値θ*を発生する。PWM電圧発生器2
3には、この位相角指令値θ*と前記電圧指令値V*と
に基づいてPWM電圧を発生させ、インバータ主回路1
2のパワートランジスタを駆動制御する。
周波数指令値F*は積分器22にも与えられるようにな
っており、この積分器22では周波数指令値F*を積分
して位相角指令値θ*を発生する。PWM電圧発生器2
3には、この位相角指令値θ*と前記電圧指令値V*と
に基づいてPWM電圧を発生させ、インバータ主回路1
2のパワートランジスタを駆動制御する。
【0016】図4には、V/F制御における電圧と周波
数との関係を示しており、同図においてVmaxはイン
バータ主回路12から出力できる最大電圧値であり、デ
ルタ結線時においては磁束一定制御可能な最大周波数は
FΔで示し、スター結線時における磁束一定制御可能な
最大周波数はFyで示している。この最大周波数Fyは
、V/F比をα倍としていることからFΔ/αとなる。
数との関係を示しており、同図においてVmaxはイン
バータ主回路12から出力できる最大電圧値であり、デ
ルタ結線時においては磁束一定制御可能な最大周波数は
FΔで示し、スター結線時における磁束一定制御可能な
最大周波数はFyで示している。この最大周波数Fyは
、V/F比をα倍としていることからFΔ/αとなる。
【0017】図5には電流ベクトルを示しており、im
Δはデルタ結線時の励磁電流、itΔはデルタ結線時の
トルク電流、imaxはインバータ主回路12が出力可
能な最大電流値、imyはスター結線時の励磁電流、i
tyはスター結線時のトルク電流、iΔはデルタ結線時
のインバータ出力電流、iyはスター結線時のインバー
タ出力電流である。
Δはデルタ結線時の励磁電流、itΔはデルタ結線時の
トルク電流、imaxはインバータ主回路12が出力可
能な最大電流値、imyはスター結線時の励磁電流、i
tyはスター結線時のトルク電流、iΔはデルタ結線時
のインバータ出力電流、iyはスター結線時のインバー
タ出力電流である。
【0018】今、この自動車のスタート時または低速時
には、結線選択信号発生器17によりスター結線選択信
号Syが出力され、これにて結線切換器14のリレース
イッチが下側に投入されてモータ13の一次巻線がスタ
ー結線とされる。
には、結線選択信号発生器17によりスター結線選択信
号Syが出力され、これにて結線切換器14のリレース
イッチが下側に投入されてモータ13の一次巻線がスタ
ー結線とされる。
【0019】しかして、スター結線時は、デルタ結線時
の3倍のモータインピーダンスとなって電流比は1:3
となり、また、相電流をみたとき、スター結線時にはイ
ンバータ主回路12からの出力電流がモータ13の各相
巻線にそのまま流れるが、デルタ結線時にはインバータ
主回路12からの出力電流の1/α倍の電流が流れる。 従って、このスター結線時にはインバータ主回路12か
ら流している励磁電流はデルタ結線時の1/αになるか
ら、図5に示したように、スター結線時における励磁電
流imyはデルタ結線時における励磁電流imΔの1/
αとなる。これにより、スター結線時にインバータ主回
路12から流し得る最大トルク電流ityはデルタ結線
時にインバータ主回路12から流し得る最大トルク電流
itΔよりも大きくなる。
の3倍のモータインピーダンスとなって電流比は1:3
となり、また、相電流をみたとき、スター結線時にはイ
ンバータ主回路12からの出力電流がモータ13の各相
巻線にそのまま流れるが、デルタ結線時にはインバータ
主回路12からの出力電流の1/α倍の電流が流れる。 従って、このスター結線時にはインバータ主回路12か
ら流している励磁電流はデルタ結線時の1/αになるか
ら、図5に示したように、スター結線時における励磁電
流imyはデルタ結線時における励磁電流imΔの1/
αとなる。これにより、スター結線時にインバータ主回
路12から流し得る最大トルク電流ityはデルタ結線
時にインバータ主回路12から流し得る最大トルク電流
itΔよりも大きくなる。
【0020】例えば、itΔ=imΔの場合を考えると
、ityとitΔとは式3で示す関係となる。
、ityとitΔとは式3で示す関係となる。
【0021】
【数3】
【0022】従って、デルタ結線時に発生するトルクT
Δはスター結線時に発生するトルクTyに比してβ倍(
βの値は式4にて示す)。
Δはスター結線時に発生するトルクTyに比してβ倍(
βの値は式4にて示す)。
【0023】
【数4】
【0024】但しモータの損失等を考慮すると、これよ
り若干少なくなる。また、この時に巻線に流れる電流は
デルタ結線時のα倍になるので、モータ発熱が大となり
、デルタ結線時に比べて短時間しか流すことができなく
なる。しかしながら、自動車を走行させる場合には始動
加速時間は短く、実際上さほど問題はない。ここで、モ
ータ内部の磁気回路の飽和を避けるためにはモータの各
相巻線に流れる励磁電流を両結線間で等しくなるように
すれば良く、従って、V/F比をスター結線時にはデル
タ結線時のα倍にすれば良い。本実施例では、電圧指令
発生器21によりV/F比をスター結線時にはデルタ結
線時のα倍とするようにしているので、磁気回路の飽和
を防止できる。
り若干少なくなる。また、この時に巻線に流れる電流は
デルタ結線時のα倍になるので、モータ発熱が大となり
、デルタ結線時に比べて短時間しか流すことができなく
なる。しかしながら、自動車を走行させる場合には始動
加速時間は短く、実際上さほど問題はない。ここで、モ
ータ内部の磁気回路の飽和を避けるためにはモータの各
相巻線に流れる励磁電流を両結線間で等しくなるように
すれば良く、従って、V/F比をスター結線時にはデル
タ結線時のα倍にすれば良い。本実施例では、電圧指令
発生器21によりV/F比をスター結線時にはデルタ結
線時のα倍とするようにしているので、磁気回路の飽和
を防止できる。
【0025】一方、高速走行時には、結線選択信号発生
器17によりスター結線選択信号Sdが出力され、これ
にて結線切換器14のリレースイッチが上側に投入され
てモータ13の一次巻線がデルタ結線とされる。ここで
、高速走行時にもスター結線のままであると、上述した
ように、モータ巻線に流れる電流はデルタ結線時のα倍
になるので、モータ発熱が大となってしまうが、高速走
行時にはデルタ結線とするから、この問題は発生しない
。
器17によりスター結線選択信号Sdが出力され、これ
にて結線切換器14のリレースイッチが上側に投入され
てモータ13の一次巻線がデルタ結線とされる。ここで
、高速走行時にもスター結線のままであると、上述した
ように、モータ巻線に流れる電流はデルタ結線時のα倍
になるので、モータ発熱が大となってしまうが、高速走
行時にはデルタ結線とするから、この問題は発生しない
。
【0026】なお、上記実施例では、電圧制御形のイン
バータを用いて説明したが、これは図6に示す第2の実
施例のように電流制御形のインバータを用いても良い。 この場合、電流制御器24は、トルク電流と励磁電流と
の制御が行なわれるベクトル制御をしており、スター結
線選択信号Syが与えると、励磁電流指令値をデルタ結
線選択信号Sdが与えられた場合の1/αとするように
制御している。この結果、モータ磁気回路の飽和をなく
し得る。
バータを用いて説明したが、これは図6に示す第2の実
施例のように電流制御形のインバータを用いても良い。 この場合、電流制御器24は、トルク電流と励磁電流と
の制御が行なわれるベクトル制御をしており、スター結
線選択信号Syが与えると、励磁電流指令値をデルタ結
線選択信号Sdが与えられた場合の1/αとするように
制御している。この結果、モータ磁気回路の飽和をなく
し得る。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上の記述に明らかなように
、モータの一次巻線を、低速度走行時にスター結線とし
高速度走行時にはデルタ結線とするようにしたので、可
変電圧可変周波数形の電力変換器の電流容量およびモー
タの大きさを上げることなく、しかもギアチェンジ機構
を用いずに、低速度走行時の高トルク運転ができるとい
う優れた効果を奏する。
、モータの一次巻線を、低速度走行時にスター結線とし
高速度走行時にはデルタ結線とするようにしたので、可
変電圧可変周波数形の電力変換器の電流容量およびモー
タの大きさを上げることなく、しかもギアチェンジ機構
を用いずに、低速度走行時の高トルク運転ができるとい
う優れた効果を奏する。
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気回路図
【図2
】周波数指令発生器のブロック図
】周波数指令発生器のブロック図
【図3】速度信号とト
ルク指令値と結線切替えの状態との関係を示す図
ルク指令値と結線切替えの状態との関係を示す図
【図4】V/F比と結線切替えの状態との関係を示す図
【図5】電流ベクトル図
【図6】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図7
】従来例を示す図1相当図
】従来例を示す図1相当図
11はバッテリー電源、12はインバータ主回路(電力
変換器)、13は三相誘導モータ(三相交流モータ)、
14は結線切換器(結線切換手段)、17は結線選択信
号発生器(切換制御手段)を示す。
変換器)、13は三相誘導モータ(三相交流モータ)、
14は結線切換器(結線切換手段)、17は結線選択信
号発生器(切換制御手段)を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 バッテリー電源からの直流電力を可変
電圧可変周波数形の電力変換器によって三相交流電力に
変換することにより、三相交流モータを駆動し、このモ
ータにより車輪を回転させるようにした電気自動車のモ
ータ駆動制御装置において、前記モータの一次巻線をス
ター結線とデルタ結線とに切り換える結線切換手段と、
低速度走行時にスター結線とし高速度走行時にはデルタ
結線とするように前記結線切換手段を制御する切換制御
手段とを設けたことを特徴とする電気自動車のモータ駆
動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131544A JPH04355697A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電気自動車のモータ駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131544A JPH04355697A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電気自動車のモータ駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355697A true JPH04355697A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15060563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3131544A Pending JPH04355697A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電気自動車のモータ駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355697A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014118773A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 電動式建設機械 |
| JP2017163786A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | モータ駆動システム及び洗濯機 |
| WO2018078839A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 三菱電機株式会社 | 電動機駆動装置及び空気調和機 |
| WO2018163363A1 (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | 三菱電機株式会社 | 電動機の駆動装置および冷凍サイクル適用機器 |
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| JP6714178B1 (ja) * | 2019-07-25 | 2020-06-24 | 三菱電機株式会社 | 回転機制御装置、冷媒圧縮装置、冷凍サイクル装置、および空気調和機 |
| US11398790B2 (en) | 2017-07-28 | 2022-07-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner |
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-
1991
- 1991-06-04 JP JP3131544A patent/JPH04355697A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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