Регулятор мощности и транспортное средство, оснащенное регулятором мощности

Регулятор мощности и транспортное средство, оснащенное регулятором мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к регулятору мощности и транспортному средству, оснащенному регулятором, в частности оно относится к регулятору мощности, осуществляющему обмен электрической энергией между промышленным источником питания и устройством накопления энергии, установленным на транспортном средстве, а также к транспортному средству, оснащенному регулятором мощности.

Уровень техники

В выложенной заявке №4-295202 на патент Японии раскрыт электропривод, выполненный с возможностью обмена электрической энергией между источником питания переменного тока вне транспортного средства и источником питания постоянного тока, предусмотренным на транспортном средстве. Электропривод включает в себя батарею, инверторы IA и IB, асинхронные двигатели МА и МВ и блок управления. Асинхронные двигатели МА и МВ включают в себя соединенные звездой обмотки СА и СВ, соответственно. К нейтральным точкам NA и NB обмоток СА и СВ подключен входной/выходной порт через фильтр подавления электромагнитных помех. Инверторы IA и IB предусмотрены соответственно асинхронным двигателям МА и МВ и подключены к обмоткам СА и СВ, соответственно. Инверторы IA и IB подключены параллельно к батарее.

В режиме подзарядки в электроприводе электрическая энергия переменного тока, подаваемая от однофазного источника питания, подключенного к входному/выходному порту между нейтральными точками NA и NB обмоток СА и СВ, может быть преобразована в электрическую энергию постоянного тока для зарядки батареи. Кроме того, может вырабатываться электрическая энергия переменного тока, имеющая подстраиваемую синусоидальную форму на нейтральных точках NA и NB, и вырабатываемая электрическая энергия переменного тока выводится на внешнее устройство, подключенное к входному/выходному порту.

Однако в электроприводе, раскрытом в выложенной заявке №4-295202 на патент Японии, описанной выше, приведение в действие асинхронных двигателей МА и МВ должно прекращаться в режиме подзарядки. Кроме того, хотя асинхронные двигатели МА и МВ управляются при приведении в действие (в режиме приведения в действие), управление режима подзарядки невозможно.

Кроме того, хотя в этом применении раскрыта зарядка батареи с коэффициентом мощности 1 от однофазного источника питания, реализующая более эффективную зарядку батареи или подачу энергии на внешнее устройство, необходимо регулирование с более высокой точностью.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение было сделано для разрешения такой проблемы, и его задачей является обеспечение регулятором мощности для обмена электрической энергией с источником питания переменного тока через нейтральные точки двух электродвигателей переменного тока, выполненным с возможностью осуществления обмена электрической энергией без влияния на управление приведением в действие электродвигателей, а также в обеспечении транспортным средством, обеспеченным таким регулятором мощности.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение регулятором мощности для обмена электрической энергией с источником питания переменного тока через нейтральные точки двух электродвигателей переменного тока, выполненным с возможностью осуществления обмена электрической энергией с более высокой эффективностью, а также в обеспечении транспортным средством, обеспеченным таким регулятором мощности.

Настоящее изобретение обеспечивает регулятором мощности, выполненным с возможностью выполнения одной из зарядки устройства накопления энергии, установленного на транспортном средстве, от источника питания переменного тока вне транспортного средства и подачи энергии от устройства накопления энергии к источнику питания переменного тока, включающим в себя первую и вторую вращающиеся электрические машины переменного тока, первый и второй инверторы, пару питающих линий, первое устройство обнаружения напряжения, блок формирования командного тока и блок управления инвертором. Первая вращающаяся электрическая машина переменного тока включает в себя соединенную звездой первую многофазную обмотку в качестве статорной обмотки. Вторая вращающаяся электрическая машина переменного тока включает в себя соединенную звездой вторую многофазную обмотку в качестве статорной обмотки. Первый инвертор подключен к первой многофазной обмотке и выполняет преобразование энергии между первой вращающейся электрической машиной переменного тока и устройством накопления энергии. Второй инвертор подключен ко второй многофазной обмотке и выполняет преобразование энергии между второй вращающейся электрической машиной переменного тока и устройством накопления энергии. Пара питающих линий подключена к первой нейтральной точке первой многофазной обмотки и ко второй нейтральной точке второй многофазной обмотки и выполнена с возможностью обеспечения обмена электрической энергией между источником питания переменного тока и первой и второй нейтральными точками. Первое устройство обнаружения напряжения обнаруживает напряжение источника питания переменного тока. Блок формирования командного тока обнаруживает действующее значение и фазу источника питания переменного тока на основании обнаруженного значения напряжения с первого устройства обнаружения напряжения и на основании обнаруженных действующего значения и фазы, и на основании значения команды зарядки/разрядки энергии для устройства накопления энергии формирует командное значение тока, протекаемого в паре питающих линий, имеющего фазу, подстраиваемую относительно напряжения источника питания переменного тока. Блок управления инвертором управляет нуль-фазовым напряжением, по меньшей мере, одного первого или второго инверторов на основании значения командного тока, формируемого блоком формирования командного тока.

Предпочтительно блок формирования командного тока формирует значение командного тока такой же фазы, как и напряжения источника питания переменного тока.

Предпочтительно блок формирования командного тока включает в себя операционный блок определения действующего значения, блок обнаружения фазы, блок формирования синусоидальной волны и операционный блок. Операционный блок действующего значения оперерирует действующим значением напряжения источника питания переменного тока на основании значения обнаруженного напряжения. Блок обнаружения фазы обнаруживает фазу напряжения источника питания переменного тока на основании значения обнаруженного напряжения. Блок формирования синусоидальной волны формирует синусоидальную волну, подстраиваемую по фазе относительно фазы, обнаруженной блоком обнаружения фазы. Операционный блок делит значения команды зарядки/разрядки энергии на действующее значение и умножает результат операции на синусоидальную волну с блока формирования синусоидальной волны для сформирования значения командного тока.

Более предпочтительно блок формирования синусоидальной волны формирует синусоидальную волну с такой же фазой, как и фаза, обнаруживаемая блоком обнаружения фазы.

Предпочтительно блок управления инвертором управляет нуль-фазовым напряжением одного из первого и второго инверторов на основании значения командного тока и поддерживает нуль-фазовое напряжение другого одного из инверторов в фиксированном значении.

Более предпочтительно блок управления инвертором выключает верхнее плечо и включает нижнее плечо из плеч соответствующих фаз другого инвертора, когда потенциал нейтральной точки, соответствующей одному инвертору, выше, чем потенциал нейтральной точки, соответствующей другому инвертору, и включает верхнее плечо и выключает нижнее плечо, когда потенциал нейтральной точки, соответствующей одному инвертору, ниже, чем потенциал нейтральной точки, соответствующей другому инвертору.

Кроме того, более предпочтительно блок управления инвертором выключает верхнее и нижнее плечи из плеч соответствующих фаз другого инвертора, когда устройство накопления энергии заряжается от источника питания переменного тока.

Более предпочтительно блок управления инвертором периодически переключает первый и второй инверторы в качестве инвертора, управляющего нуль-фазовым напряжением на основании значения командного тока.

Кроме того, более предпочтительно блок управления инвертором управляет нуль-фазовым напряжением первого и второго инверторов на основании значения командного тока так, чтобы нуль-фазовое напряжение второго инвертора достигало нуль-фазового напряжения первого инвертора с его обратным знаком.

Более предпочтительно блок управления инвертором формирует первый сигнал приведения в действие для управления переключением первого инвертора в зависимости от соотношения величины между заданной несущей волны и первой сигнальной волны, формируемой на основании значения командного тока, и формирует второй сигнал приведения в действие для управления переключением второго инвертора в зависимости от соотношения величины между несущей волны и второй сигнальной волны, получаемой инвертированием знака первой сигнальной волны.

Кроме того, более предпочтительно блок управления инвертором формирует первый сигнал приведения в действие для управления переключением первого инвертора в зависимости от соотношения величины между заданной первой несущей волны и сигнальной волны, формируемой на основании значения командного тока, и формирует второй сигнал приведения в действие для управления переключением второго инвертора в зависимости от соотношения величины между второй несущей волны, получаемой инвертированием знака первой несущей волны, и сигнальной волны.

Кроме того, более предпочтительно блок управления инвертором формирует первый сигнал приведения в действие для управления переключением первого инвертора в зависимости от соотношения величины между заданной несущей волны и сигнальной волны, формируемой на основании значения командного тока, и формирует второй сигнал приведения в действие, который изменяется дополнительно к первому сигналу приведения в действие для управления переключением второго инвертора.

Предпочтительно регулятор мощности дополнительно включает в себя первое устройство обнаружения тока. Первое устройство обнаружения тока обнаруживает ток, протекающий по паре питающих линий. Блок управления инвертором включает в себя блок регулирования тока и блок формирования сигнала приведения в действие. Блок регулирования тока формирует нуль-фазовое командное напряжение первого и второго инверторов на основании отклонения между значением обнаруженного тока с первого устройства обнаружения тока и значением командного тока. Блок формирования сигнала приведения в действие формирует сигнал приведения в действие для приведения в действие первого и второго инверторов на основании формируемого нуль-фазового командного напряжения.

Предпочтительно регулятор мощности дополнительно включает в себя множество вторых устройств обнаружения тока. Множеством устройств обнаружения тока обнаруживается ток, протекающий через соответствующие фазы каждой из первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока. Блок управления инвертором включает в себя множество блоков регулирования тока и блок формирования сигнала приведения в действие. Множество блоков регулирования тока предусмотрено в согласовании с соответствующими фазами каждой из первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока, и оно формирует командное напряжение соответствующей фазы соответствующего инвертора на основании отклонения между значением обнаруженного тока соответствующего второго устройства обнаружения тока и значением командного тока каждой фазы, получаемым путем равномерного распределения значения командного тока по соответствующим фазам. Блок формирования сигнала приведения в действие формирует сигнал приведения в действие для приведения в действие первого и второго инверторов на основании формируемого командного напряжения каждой фазы.

Предпочтительно блок регулирования тока или каждый из множества блоков регулирования тока включает в себя компенсирующий блок внутренней модели. Компенсирующий блок внутренней модели вычисляет размер компенсации управления с использованием синусоидальной функции волны, соответствующей значению командного тока.

Более предпочтительно компенсирующий блок внутренней модели включает в себя первый и второй операционные блоки среднего значения и операционный блок. Первый операционный блок среднего значения вычисляет среднее значение величины значения командного тока или значения командного тока каждой фазы. Второй операционный блок среднего значения вычисляет среднее значение величины значения обнаруженного тока. Операционный блок умножает отклонение между выходным сигналом с первого операционного блока среднего значения и выходным сигналом со второго операционного блока среднего значения на коэффициент усиления и дополнительно умножает результат операции на синусоидальную функцию такой же фазы, как и источника питания переменного тока, для обеспечения размера компенсации управления.

Кроме того, предпочтительно блок регулирования тока или каждый из множества блоков регулирования тока включает в себя блок повторного управления. Блок повторного управления последовательно вычисляет, для каждой фазы источника питания переменного тока, нуль-фазовое командное напряжение или командное напряжение для каждой фазы на основании отклонения последнего периода источника питания переменного тока.

Предпочтительно регулятор мощности дополнительно включает в себя второе устройство обнаружения напряжения. Второе устройство обнаружения напряжения обнаруживает напряжение постоянного тока, прикладываемое к первому и второму инверторам. Блок формирования командного тока включает в себя блок регулирования напряжения. Блок регулирования напряжения на основании отклонения между значением обнаруженного напряжения со второго устройства обнаружения напряжения и заданным напряжением напряжения постоянного тока корректирует значение команды зарядки/разрядки энергии так, что напряжение постоянного тока подстраивается к заданному значению.

Кроме того, предпочтительно регулятор мощности дополнительно включает в себя повышающий преобразователь, второе устройство обнаружения напряжения и блок управления преобразователем. Повышающий преобразователь предусмотрен между устройством накопления энергии и первым и вторым инверторами. Второе устройство обнаружения напряжения обнаруживает напряжение постоянного тока, прикладываемое к первому и второму инверторам. Блок управления преобразователем управляет повышающим преобразователем так, что напряжение постоянного тока подстраивается к заданному напряжению на основании значения обнаруженного напряжения со второго устройства обнаружения напряжения.

Более предпочтительно регулятор мощности дополнительно включает в себя третье устройство обнаружения тока. Третье устройство обнаружения тока обнаруживает входной/выходной ток устройства накопления энергии. Блок управления преобразователем включает в себя блок регулирования напряжения и блок регулирования тока. Блок регулирования напряжения выполнен с возможностью подстройки напряжения постоянного тока к заданному напряжению на основании значения обнаруженного напряжения со второго устройства обнаружения напряжения. Блок регулирования тока выполнен с возможностью подстройки входного/выходного тока устройства накопления энергии к заданному току на основании значения обнаруженного тока с третьего устройства обнаружения тока.

Более предпочтительно блок управления преобразователем останавливает повышающий преобразователь, когда отклонение между значением обнаруженного тока и заданным током превышает пороговое значение.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением транспортное средство включает в себя колесо, принимающее момент приведения в действие, по меньшей мере, от одной из первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока и любого из описанных выше регуляторов мощности.

В настоящем изобретении обмен электрической энергией между источником питания переменного тока и устройством накопления энергии осуществляется через пару питающих линий, подключенных к первой и второй нейтральным точкам. Блок формирования командного тока формирует командное значение тока, протекаемого в паре питающих линий, имеющего фазу, подстраиваемую относительно напряжения источника питания переменного тока на основании действующего значения и фазы напряжения источника питания переменного тока, определяемых на основании значения обнаруженного напряжения с первого устройства обнаружения напряжения и на основании значения команды зарядки/разрядки энергии для устройства накопления энергии. В частности, блок формирования командного тока формирует значение командного тока не на основании обнаруживаемой формы напряжения источника питания переменного тока, которое может включать в себя гармоники или колебательную составляющую, а путем обнаружения фазы и действующего значения напряжения источника питания переменного тока и использования синусоидальной формы только основной волны. Поэтому может быть сформировано значение командного тока, свободного от любой гармонической составляющей или колебательной составляющей источника питания переменного тока и позволяющего осуществлять зарядку или подачу энергии с коэффициентом мощности 1 относительно источника питания переменного тока. Блок управления инвертором управляет первым и вторым инверторами на основании таким образом сформированного значения командного тока, и поэтому генерация недействующей электрической мощности или гармонического тока, обусловленного гармонической составляющей или колебательной составляющей, может быть предотвращена.

Таким образом, в настоящем изобретении реализуются эффективная зарядка устройства накопления энергии от источника питания переменного тока и подача энергии от устройства накопления энергии к источнику питания переменного тока. Кроме того, даже в случае, когда уровень напряжения источника питания переменного тока переключают, можно гарантировать электрическую мощность, которая соответствует установленному командному значению зарядки/разрядки электрической энергии. В частности, постоянная мощность зарядки и постоянная мощность подачи могут быть получены без необходимости изменения в системе или настройки в различных странах с различными уровнями напряжения промышленного источника питания. Кроме того, могут быть предотвращены потери и генерация недействующей электрической мощности, обусловленные гармониками и колебательной составляющей, и поэтому можно реализовать высокодействующее и малогабаритное устройство.

Кроме того, блок управления инвертором управляет нуль-фазовым напряжением, по меньшей мере, одного из первого и второго инверторов на основании значения командного тока, и поэтому управление не влияет на вращающий момент первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением управление мощностью источника питания переменного тока возможно без влияния на управление вращающим моментом первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока. В частности, можно заряжать устройство накопления энергии от источника питания переменного тока и подавать энергию от устройства накопления энергии к источнику питания переменного тока в то время, когда первая и вторая вращающиеся электрические машины переменного тока приведены в действие.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением для зарядки устройства накопления энергии от источника питания переменного тока и для подачи энергии от устройства накопления энергии к источнику питания переменного тока используются многофазные обмотки первой и второй вращающихся электрических машин переменного тока и первый и второй инверторы. Поэтому нет необходимости предусматривать специальный преобразователь энергии для преобразования энергии между источником питания переменного тока и устройством накопления энергии. В соответствии с этим, в настоящем изобретении уменьшено число дополнительных компонентов.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - общая структурная схема гибридного транспортного средства, иллюстрирующая пример транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - функциональная схема электронного блока управления, показанного на фиг.1;

фиг.3 - подробная функциональная схема блока формирования командного тока, показанного на фиг.2;

фиг.4 - подробная функциональная схема блока управления инверторами, показанного на фиг.2;

фиг.5 - нуль-фазовая эквивалентная схема инвертора и двигатель-генератора, показанных на фиг.1;

фиг.6 - векторная диаграмма, создающая коэффициент мощности 1, когда устройство накопления энергии заряжается от промышленного источника питания, в соответствии с нуль-фазовой эквивалентной схемой из фиг.5;

фиг.7 - векторная диаграмма, создающая коэффициент мощности 1, когда энергия подается от устройства накопления энергии к промышленному источнику питания, в соответствии с нуль-фазовой эквивалентной схемой из фиг.5;

фиг.8 - иллюстрация направлений напряжения промышленного источника питания и тока, протекающего по питающим линиям, а также зависимости между зарядкой устройства накопления энергии от промышленного источника питания и подачей энергии к промышленному источнику питания от устройства накопления энергии;

фиг.9 - первая схема, отображающая протекание тока, когда устройство накопления энергии заряжается от промышленного источника питания;

фиг.10 - вторая схема, отображающая протекание тока, когда устройство накопления энергии заряжается от промышленного источника питания;

фиг.11 - третья схема, отображающая протекание тока, когда устройство накопления энергии заряжается от промышленного источника питания;

фиг.12 - четвертая схема, отображающая протекание тока, когда устройство накопления энергии заряжается от промышленного источника питания;

фиг.13 - первая схема, отображающая протекание тока, когда энергия подается к промышленному источнику питания от устройства накопления энергии;

фиг.14 - вторая схема, отображающая протекание тока, когда энергия подается к промышленному источнику питания от устройства накопления энергии;

фиг.15 - подробная структурная схема блока управления инвертором согласно второму варианту осуществления;

фиг.16 - временная диаграмма форм сигналов, формируемых блоком управления инвертором, показанным на фиг.15, и разности напряжений на нейтральных точках, образующейся в ответ на сигналы;

фиг.17 - временная диаграмма форм сигналов с широтно-импульсной модуляцией сигналов, формируемых согласно первой модификации второго варианта осуществления, и разности напряжений на нейтральных точках, образующейся в ответ на сигналы с широтно-импульсной модуляцией сигналов;

фиг.18 - временная диаграмма форм сигналов с широтно-импульсной модуляцией сигналов, формируемых согласно второй модификации второго варианта осуществления, и разности напряжений на нейтральных точках, образующейся в ответ на сигналы с широтно-импульсной модуляцией сигналов;

фиг.19 - структурная алгоритмическая схема, отображающая конфигурацию блока регулирования тока согласно третьему варианту осуществления;

фиг.20 - структурная алгоритмическая схема, отображающая пример конфигурации компенсирующего блока внутренней модели из фиг.19;

фиг.21 - структурная алгоритмическая схема, отображающая другой пример конфигурации компенсирующего блока внутренней модели из фиг.19;

фиг.22 - иллюстрация искажения формы сигнала, периодически возникающего вследствие влияния "мертвого" времени инвертора;

фиг.23 - структурная алгоритмическая схема, отображающая конфигурацию блока регулирования тока согласно четвертому варианту осуществления;

фиг.24 - подробная функциональная схема блока управления инвертором согласно пятому варианту осуществления;

фиг.25 - подробная функциональная схема блока формирования командного тока согласно шестому варианту осуществления;

фиг.26 - общая структурная схема гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.27 - функциональная схема электронного блока управления, показанного на фиг.26;

фиг.28 - подробная функциональная схема блока управления преобразователем, показанного на фиг.27;

фиг.29 - подробная функциональная схема блока управления преобразователем согласно восьмому варианту осуществлению; и

фиг.30 - подробная функциональная схема блока управления преобразователем согласно девятому варианту осуществлению.

Лучшие варианты осуществления изобретения

В последующем, варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылками на фигуры. На всех фигурах одинаковые или аналогичные участки обозначаются одними и теми позициями, а описание их не повторяется.

Первый вариант осуществления

На фиг.1 представлена общая структурная схема гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Что касается фиг.1, то гибридное транспортное средство 100 включает в себя двигатель 4, двигатель-генераторы MG1 и MG2, устройство 3 разделения мощности и колеса 2. Гибридное транспортное средство 100 также включает в себя устройство В накопления энергии, инверторы 20 и 30 и электронный блок 60 управления.

Кроме того, гибридное транспортное средство 100 включает в себя конденсатор С1, питающую линию PL1, земляную линию SL, линии UL1 и UL2 фазы U, линии VL1 и VL2 фазы V, линии WL1 и WL2 фазы W, датчик 72 напряжения и датчики 82 и 84 тока. Гибридное транспортное средство 100 дополнительно включает в себя питающие линии NL1 и NL2, соединитель 50, конденсатор С2, датчик 74 напряжения и датчик 86 тока.

Движение гибридного транспортного средства 100 осуществляется при использовании двигателя 4 и двигатель-генератора MG2 в качестве источников энергии. Устройство 3 разделения мощности соединено с двигателем 4 и двигатель-генераторами MG1 и MG2 и распределяет мощность среди них. Например, планетарный зубчатый механизм, имеющий три вращающихся вала солнечной шестерни, водило планетарной передачи и кольцевое зубчатое колесо, может быть использован в качестве устройства 3 разделения мощности. Эти три вращающихся вала соответственно соединены с соответствующими вращающимися валами двигателя 4 и двигатель-генераторов MG1 и MG2. Например, можно механически соединить двигатель 4 и двигатель-генераторы MG1 и MG2 с устройством 3 разделения мощности путем выполнения ротора двигатель-генератора MG1 полым и пропускания коленчатого вала двигателя 4 через его центровое отверстие.

Вращающийся вал двигатель-генератора MG2 соединен с колесом 2 посредством непоказанных редуктора или дифференциала. Кроме того, редукторный механизм для вращающегося вала двигатель-генератора MG2 также может быть встроен внутрь устройства 3 разделения мощности.

Двигатель-генератор MG1 включен в состав гибридного транспортного средства 100 в качестве генератора, приводимого в действие двигателем 4, и в качестве электродвигателя, который может запускать в ход двигатель 4. Двигатель-генератор MG2 включен в состав гибридного транспортного средства 100 в качестве электродвигателя, приводящего в действие колесо 2.

Положительный электрод и отрицательный электрод устройства В накопления энергии подключены соответственно к питающей линии PL1 и земляной линии SL. Конденсатор С1 подключен между питающей линией PL1 и земляной линией SL. Инвертор 20 включает в себя плечо 22 фазы U, плечо 24 фазы V и плечо 26 фазы W. Плечо 22 фазы U, плечо 24 фазы V и плечо 26 фазы W включены параллельно между питающей линией PL и земляной линией SL. Плечо 22 фазы U включает в себя последовательно соединенные n-p-n транзисторы Q11 и Q12, плечо 24 фазы V включает в себя последовательно соединенные n-p-n транзисторы Q13 и Q14 и плечо 26 фазы W включает в себя последовательно соединенные n-p-n транзисторы Q15 и Q16. Между коллектором и эмиттером n-p-n транзисторов с Q11 по Q16 включены диоды с D11 по D16, соответственно, для осуществления протекания тока со стороны эмиттера к стороне коллектора.

В качестве рассмотренных выше n-p-n транзисторов и других n-p-n транзисторов, которые будут рассмотрены в описании впоследствии, могут быть использованы биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Кроме того, вместо n-p-n транзистора может быть использован силовой переключающий элемент, такой как силовой полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET).

Двигатель-генератор MG1 включает в себя трехфазную обмотку 12 в качестве статорной обмотки. Обмотка U1 фазы U, обмотка V1 фазы V и обмотка W1 фазы W, образующие трехфазную обмотку, имеют один конец, соединенный друг с другом для образования нейтральной точки N1, и обмотка U1 фазы U, обмотка V1 фазы V и обмотка W1 фазы W имеют другой конец, подключенный к узлам между верхними и нижними плечами n-p-n транзисторов плеча 22 фазы U, плеча 24 фазы V и плеча 26 фазы W инвертора 20, соответственно.

Инвертор 30 включает в себя плечо 32 фазы U, плечо 34 фазы V и плечо 36 фазы W. Двигатель-генератор MG2 включает в себя трехфазную обмотку 14 в качестве статорной обмотки. Инвертор 30 и двигатель-генератор MG2 имеют такую же структуру, как инвертор 20 и двигатель-генератор MG1, соответственно.

Питающая линия NL1 имеет один конец, подключенный к нейтральной точке N1 трехфазной обмотки 12, и другой конец, подключенный к соединителю 50. Питающая линия NL2 имеет один конец, подключенный к нейтральной точке N2 трехфазной обмотки 14, и другой конец, подключенный к соединителю 50. Конденсатор С2 включен между питающими линиями NL1 и NL2.

Устройство В накопления энергии представляет собой перезаряжаемый источник питания постоянного тока, такой как никель-металлогидридная или литий-ионная вторичная батарея. Устройство В накопления энергии отдает энергию постоянного тока конденсатору С1, а заряжается с помощью инвертора 20 и/или 30. Заявитель отмечает, что в качестве устройства В накопления энергии может быть использован конденсатор большой емкости.

Конденсатор С1 сглаживает колебание напряжения между питающей линией PL1 и земляной линией SL. Датчик 72 напряжения обнаруживает напряжение между выводами конденсатора С1, то есть напряжение VDC питающей линии PL1 относительно земляной линии SL, и выводит обнаруженное напряжение VDC на электронный блок управления 60.

В соответствии с сигналом PWM1 (с широтно-импульсной модуляцией) с электронного блока 60 управления инвертор 20 преобразует напряжение постоянного тока, принимаемое с конденсатора С1, в трехфазное напряжение переменного тока и выводит преобразованное трехфазное напряжение переменного тока на двигатель-генератор MG1. Кроме того, инвертор 20 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое двигатель-генератором MG1, принимающим энергию с двигателя 4, в напряжение постоянного тока в соответствии с сигналом PWM1 с электронного блока 60 управления и выводит преобразованное напряжение постоянного тока на питающую линию PL1.

В соответствии с сигналом PWM2 с электронного блока 60 управления инвертор 30 преобразует напряжение постоянного тока, принимаемое с конденсатора С1, в трехфазное напряжение переменного тока и выводит преобразованное трехфазное напряжение переменного тока на двигатель-генератор MG2. Кроме того, инвертор 30 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое двигатель-генератором MG2, принимающим вращающее усилие от колеса 2 во время рекуперативного торможения транспортного средства, в напряжение постоянного тока в соответствии с сигналом PWM2 с электронного блока 60 управления и выводит преобразованное напряжение постоянного тока на питающую линию PL1.

В данном случае, когда энергия переменного тока подводится от промышленного источника 90 питания, подключенного к соединителю 50 посредством соединителя 92, инверторы 20 и 30 преобразуют способом, который будет описан впоследствии, энергию переменного тока, подводимую от промышленного источника 90 питания по питающим линиям NL1 и NL2 к нейтральным точкам N1 и N2, в энергию постоянного тока, и энергия выводится на питающую линию PL1 для зарядки устройства В накопления энергии. Когда требуется подавать энергию с устройства В накопления энергии на промышленный источник 90 питания, инверторы 20 и 30 преобразуют энергию постоянного тока с устройства В накопления энергии в энергию переменного тока и выводят ее с нейтральных точек N1 и N2 по питающим линиям NL1 и NL2 к промышленному источнику 90 питания.

Конденсатор С2 исключает влияние пульсации на промышленный источник 90 питания, подключенный к соединителю 50. Датчик 74 напряжения обнаруживает напряжение VAC на питающих линиях NL1 и NL2 и выводит значение обнаруженного напряжения VAC на электронный блок 60 управления. Датчик 86 тока обнаруживает ток IAC, протекающий по питающей линии NL2, и выводит значение обнаруженного тока IAC на электронный блок 60 управления. Отмечено, что ток, протекающий по питающей линии NL1, может быть обнаружен датчиком 86 тока.

Каждый из двигатель-генераторов MG1 и MG2 представляет собой вращающуюся электрическую машину трехфазного переменного тока, реализованную, например, посредством синхронного двигатель-генератора трехфазного переменного тока. Двигатель-генератор MG1 приводится в действие для рекуперации с помощью инвертора 20 и выводит трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с использованием энергии двигателя 4 на инвертор 20. Кроме того, двигатель-генератор MG1 приводится в действие для выработки энергии инвертором 20 при пуске двигателя 4, достигаемое проворачиванием коленчатого вала двигателя 4. Двигатель-генератор MG2 приводится в действие для выработки энергии инвертором 30 и генерирует энергию для приведения в действие колеса 2. Кроме того, во время рекуперативного торможения транспортного средства двигатель-генератор MG2 приводится в действие для рекуперации инвертором 30 и выводит трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с использованием вращающего момента, принимаемого от колеса 2 на инвертор 30.

Датчик 82 тока обнаруживает ток I1 электродвигателя, протекающий через обмотки соответствующих фаз двигатель-генератора MG1, и выводит значение обнаруженного тока I1 электродвигателя на электронный блок 60 управления. Датчик 84 тока обнаруживает ток I2 электродвигателя, протекающий через обмотки соответствующих фаз двигатель-генератора MG2, и выводит значение обнаруженного тока I2 электродвигателя на электронный блок 60 управления.

Электронный блок 60 управления формирует сигналы PWM1 и PWM2 для приведения в действие инверторов 20 и 30, соответственно, и выводит сформированные сигналы PWM1 и PWM2 на инверторы 20 и 30, соответственно.

Когда соединитель 92 промышленного источника 90 питания подключен к соединителю 50 и на основании сигнала АС требуется зарядка устройства В накопления энергии от промышленного источника 90 питания, электронный блок 60 управления осуществляет управление инверторами 20 и 30 так, что энергия переменного тока, подводимая от промышленного источника 90 питания к нейтральным точкам N1 и N2, преобразуется в энергию постоянного тока для зарядки устройства В накопления энергии способом, который будет описан впоследствии.

Когда соединитель 92 промышленного источника 90 питания подключен к соединителю 50 и на основании сигнала АС требуется подача энергии от устройства В накопления энергии к промышленному источнику 90 питания, электронный блок 60 управления осуществляет управление инверторами 20 и 30 так, что энергия постоянного тока с устройства В накопления