[发明专利]旋转电机驱动系统和车辆

说明书

本发明的旋转电机驱动系统包括：具有多个绕组的旋转电机；逆变器装置，其包含控制逆变器电路的控制装置并使旋转电机进行可变速运行；以及绕组切换装置，其根据来自控制装置的指令切换多个绕组的连接。当旋转电机的旋转通过加速和减速而在低速旋转区域和高速旋转区域之间转移时，控制装置对绕组切换装置发出切换绕组的连接的指令，旋转电机的每一相中的至少一组绕组的起始端和终止端以自由连接的状态被引出，绕组切换装置包括由一台致动器驱动的至少一个可动部，可动部包括使起始端中的至少两个短路的第一短路部、使终止端中的至少两个短路的第二短路部、以及使起始端中的至少一个和终止端中的至少一个短路的第三短路部。

技术领域

本发明涉及一种使用了绕组切换装置的旋转电机驱动系统和车辆。

背景技术

通过逆变器装置进行可变速运行的旋转电机的效率通常用通过在恒定负载条件下使转速推移而获得的效率曲线来表示，并且在所要求的旋转范围中的一部分的旋转区域中效率达到峰值。为了实现设备的节能，在较宽旋转范围内改善效率曲线，降低旋转电机的功率损耗是重要的。

尽管旋转电机在低速旋转区域中的效率变低，但是已知通过在设计阶段提高旋转电机的电感能降低电流值本身并且能减少高次谐波分量。因此，能实现提高低速旋转区域中的效率，但另一方面，存在高速旋转区域中的效率降低等问题。

此外，已知如果旋转电机在低速旋转区域中设为高电感，在高速旋转区域中设为低电感，则旋转电机能在更宽的旋转范围内驱动，但是存在如果旋转电机在高速旋转区域中为高电感，则旋转电机的旋转范围会受到限制的问题。

对于上述问题，存在如专利文献1那样的在低速旋转区域和高速旋转区域之间切换定子绕组的连接的技术。专利文献1公开了一种切换装置，为了自由地切换连接状态，通过使用专用的驱动装置来移动绕组端子的接点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-070112号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

搭载在汽车、铁路车辆等上的旋转电机通过使大电流流动而具有高输出密度，从而实现小型化和轻量化。当将绕组切换应用于这种用途时，除了增加绕组切换装置，使得整个旋转电机的尺寸变大以外，在现有技术中，由于绕组切换装置的结构复杂，成本大幅上升。因而，绕组切换装置的小型化和低成本化成为问题。

在专利文献1中，构成为对绕组端子的接点准备短路布线图案不同的多个可动体，通过移动该可动体来切换连接状态。然而，在所公开的结构中，短路布线复杂地交叉从而难以制造。此外，存在以下问题：为了应对大电流，需要由导体面积较大的汇流条等构成短路布线，但是由于汇流条的弯曲加工、组装复杂，因此导致成本大幅上升。此外，存在通过使用继电器来构成切换装置的方法，但是由于随着电流变大，继电器装置的尺寸变大并且成本上升，因此无法解决上述问题。

本发明的目的是通过使用简单结构的短路导体使旋转电机驱动系统中的绕组切换装置小型化。

解决技术问题所采用的技术方案