『回生レベルのメカニズムについて』のクチコミ掲示板

[ieyachan]

回生レベルのメカニズムについて教えてください。段階になっているのは、どのようなメカニズムなのでしょうか。普通のエンジン車ならギヤ比によってエンジンブレーキの強さが変わってきます。発電機(モーター)の場合はも、ギアがあるのでしょうか？もしそうなら、加速している時など、モーターとして働いている場合はＢ０よりＢ５の方が多く回転していることになり平坦な道ではＢ５の方が電力を多く使っているような気がします。何か別のメカニズムで制御されているのでしょうか？実際には、加速の時はＢ０でもＢ５でもあまり変わらない気がしますが、減速の時は大きな違いがあります。ここのところがわかるとＢ?の選択に役に立ちそうな気がしたので、質問させていただきました。

書込番号：17145444

[terminator_5]

無段変速のCVT等でも同様かと思いますが、マニュアル車的に段数を区切った方が数字と減速力の対応を感覚として覚え易いと考えたのではないでしょうか？
ブレーキペダルの踏み力に対する回生力は、ほぼリニアなはずです。

メカニズム的には専門的な話になりますが、パワー素子(半導体)のスイッチングのシーケンスを変えることで、加速か回生かが切り替わり、スイッチングのタイミングで加速力/回生力を制御していると思います。

デミオEVのように低速高トルク用と高速低トルク用のモーターのコイルを切り替える制御も有るようですが、違和感無く切り替えるのも至難の技かと思います。

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[Mr.9230]

ターミネーターさん、早速質問です。加速と回生の切り替わり時のショックが無いですよね、また、アクセルを弱めていくと無段階的に加速が弱まり、回生強度が強まりますよね、スイッチングというより加速と回生の両方が別回路で同時に働いている感じがしますが見解をお聞かせください。

書込番号：17145952　スマートフォンサイトからの書き込み

[Mr.9230]

さらに質問です。
デミオEVの存在を知りませんでしたが、低速高トルク用とその逆のモーターがあるとの事ですが、構造的な違いは何でしょうか？

モーターは始動時を最大トルクとし、回転数が上がるに連れてトルクが下がりますよね、なので基本的な特性というものは一種類で、あとは絶対出力の問題なのではないでしょうか？

簡単に言うと、PHEVと新幹線のモーターは最高速度の違いから出力の大小の問題の違いだけで、変速ギアはないのであとは電車としての弱い加速力に抑えているか、自動車としての強い加速力に抑えているかの違いのように思えます。

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[terminator_5]

Mr.9230さま

下記Hブリッジの項目に多少解説されているようです。
http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/contents/course/mechatronics/power.html

当然、別回路として回路を最適化する方法もありますが、回路を共用して部品点数を減らす事はコストと信頼性(故障率)の面では有利かと思います。
また、加速と回生を同時に行なう必然性が無ければ、制御により切り替わりをスムーズにすることはそれ程難しくは無いものと理解しております。

書込番号：17146180　スマートフォンサイトからの書き込み

[terminator_5]

高トルクなモーターにしようとすると最高回転数が頭打ちになり、高回転のモーターにしようとすると起動トルクが出せないとのことです。
構造的にはコイルの巻数の違いだけかと思われます。

電車のように界磁制御を行なうのも一つの解決策のようですが、永久磁石同期電動機にはこの方向が一つの選択肢かと思われます。

書込番号：17146206　スマートフォンサイトからの書き込み

[terminator_5]

一点補足しますと、以前消えてしまったスレにも書いたかと思いますが、EVでは起動トルクを制限してフラットな加速感を得るように制御しています。
http://ev.webike.net/learn/motor/

高回転型でも起動トルクそのものはかなり大きくなりますが、フラットな加速に成らないのと、効率的に不利になってしまいます。

http://www.mazda.co.jp/philosophy/tech/env/ev/

書込番号：17146360　スマートフォンサイトからの書き込み

[ieyachan]

terminator_5さん、ありがとうございます。僕には、少し難しい内容になりましたが、発電機にギアがあるのではなくスイッチングのタイミングで回生力を制御しているという説明を受けてそれなら納得と感じました。加速している場合は、Ｂ０でもＢ５でも同じだけど、アクセルをゆるめた時の回生(減速)の度合いが違うのはスイッチングのタイミングを変えているからですね。このことがわかると運転の仕方も少し変わってくると感じました。

書込番号：17148681

[taki23013]

5さん デミオのモーターは、2台在るのですか？
コイルの巻線を変える？ものすごく大きな物になりますよね、
phevのモーターは、三相交流モーターでしょ、それを制御する、ために
スイッチング回路、要するにインバーターで周波数と電圧を制御していると、
思うんですが。三相同期モーターみたいに、トルクや出力などを、
極端に変えられない物では、無いはず。周波数により回転数を制御し、
電圧(電流)でトルクや出力を制御すると思っていましたが。
これによりトルクも回転数も、自由度が大幅に増えて、直流モーター
みたいにブラシも必要なくトルクカーブも、有る程度自由に決める
事が出来る様になったと思いますよ。

回生ブレーキについては、AC,DCコンバーター。出力を出そうとすると
DC,ACコンバーター全くの別回路になるはず、モーター入出力三相交流、
電池入出力直流役300v、その間に単純に整流回路と、インバーターが、別々に入るはず、
色々有るが、単純化すると、電池への電圧を上げれば、電流が多く流れモーターの、
ー負荷も増える、回りにくくなる、電圧を低くすればー負荷も減る。
なので先ず整流して、ACDCコンバーターの電圧を制御しているものだと思う。
パドルは、アンプのボリュームみたいなものを、やり易くしただけ、
回すより簡単でしょ、微妙な調整は、出来ないけどね。
それはブレーキペダルでやってよ見たいな。でも強くかけると、、、、、、
なので回生とアクセルは別々なものです。短いインターバル千分の何秒単位で
電子的に切り換えSWをしているのではないかと思います。

書込番号：17149377

[terminator_5]

taki23013さま

デミオEVのモーターは2系統のコイルを切り替えて制御しています。と言う意味ですが、紛らわしい表現になってしまいました。

PHEVのモーターは永久磁石同期式の交流モーターです。但し構造的にはブラシレスDCモーターと何ら変りありません。
交流か直流かは電源で見るかモーターの端子で見るかの違いくらいでは無いでしょう？
トルク特性から見ると直流モーター(ブラシ付きモーター)と同じ特性を持っています。
また直流モーターにも直巻、分巻、複巻など異なる特性がありますが、永久磁石式は分巻と同等となります。
従って、トルクは電流に比例し、回転数は電圧に比例する特性があります。
つまり、最高回転数はバッテリーの電圧に支配されていると言えます。
当然、バッテリーの電圧を昇圧して駆動すれば回転数は上げられますが、コストと効率を犠牲にしなければなりません。

回生時のACDCコンバーターは、単に整理するだけでは回生電圧がバッテリー電圧よりも低いため、バッテリーに電流を戻すことができません。
ここでインバーター回路の制限を行なうことで、同期整流回路&昇圧回路として動作させ、回生電流をバッテリーに戻すことが可能となります。

パドル自体の構造は、単なるアップ・ダウンのスイッチと言うことですね。

書込番号：17149937　スマートフォンサイトからの書き込み

[terminator_5]

一分誤字を訂正して再掲します。

回生時のACDCコンバーターは、単に整流するだけでは回生電圧がバッテリー電圧よりも低いため、バッテリーに電流を戻すことができません。
ここでインバーター回路の制御を行なうことで、同期整流回路&昇圧回路として動作させ、回生電流をバッテリーに戻すことが可能となります。

書込番号：17149976　スマートフォンサイトからの書き込み

[taki23013]

5さま、先ずこのモーターの構造上コイルを、2種類も巻くスペース
が有るのでしょうか？低速回転領域では、高周波電圧を使いトルクを稼いだ方が
お得でっせ、ちなみにこのモーターの回転数の制御は、どう考えても周波数だと思いますが、
電流の位相制御をする即ち周波数。直流モーターの分巻き特性に近いと言っても、
回転数で位相制御を掛ければ回転は変化しますよね。

回転数は電圧には比例しません、周波数によって決まります
トルクは電流。
この周波数制御や直流、単相交流を、三相交流に出来なくて、
鉄道は電圧に比例する直流モーターを使用していたのですよ。
今はインバーターで周波数制御して回転数 トルクを変化させ、
それでも足りなくて低速時高周波を使う。


充電の仕方は、単純に言えばですよ、当然パルス制御や電圧やら温度やらやら
単純に電圧のみで無いのは、当然ですが単純にすれば、モーターの発電した
三相交流を、直流にして電池の電圧より高くして充電。ムーン分かりやすい

書込番号：17150128

[terminator_5]

taki23013さま

デミオEVのモーターは安川電機が開発しているようですね。
http://www.yaskawa.co.jp/company/backnumber/300/P12_13.pdf

コイルの巻数を切り替える替りに、コイルを出し入れして低速から高速まで連続的に特性を変える方法もあるようです。
http://m.youtube.com/watch?v=6_41btVawMc

なぜこのようなことをして速度を変えなければならないかは少々難しくなりますが、コイルには電流の変化を打ち消す性質があり、回転数(周波数)を上げるほど電流が流れ難くなるためと理解してください。

同期電動機は単に周波数を変えただけでは、負荷が掛かった時に脱調と呼ばれる周波数に対して回転が追従しなくなる現象が起こります。この場合回転が乱れて振動します。(誘導電動機は滑りと呼ばれる回転の遅れが生じますが回転は継続します)
そこで、回転子の磁極の位置を常に検出しながら、その時必要な電圧の向きと強さをコイルに与えるように制御しています。
従って、周波数はその時の回転数に追従して変化しているものと理解してください。

書込番号：17151600　スマートフォンサイトからの書き込み

[terminator_5]

巻線切り替えの詳細
http://www.mazda.co.jp/philosophy/gihou/pdf/2012_No024.pdf

やはりスムーズに切り替えるところに難しさがあるようです。

書込番号：17157442　スマートフォンサイトからの書き込み

[MO藤田]

極数を変えるとは　２ポール（２極）４ポール（４極）８ポールとなり極数が増えれば回転数は落ちますが代わりにトルクは増えますインバータが普及するずっと以前にポールチェンジで機械の起動を行う事も有りました。

書込番号：17175057

[terminator_5]

極数変換モーターはインバーターが普及する以前には誘導電動機の電気的な変速手段として良く使われていましたが、最近はお目にかかることも少なくなりました。
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/document/sales_discon/i_motor/302/i_motor_sales302.pdf

同期電動機の巻線切替は極数を変えずに巻数のみ切り替えて変速する点で、極数変換モーターと似て非なるものと理解しております。

書込番号：17175659　スマートフォンサイトからの書き込み