電動車両向けインバータ制御モータの高効率駆動と高速回転技術

摘要

電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両の走行用の主モータ発電機は，ほとんどの車種で永久磁石を用いた同期電動発電機（PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor）が採用されている．このPMSMは年々高速化されており，例えばトヨタ自動車のプリウスは初代では最大5,600min~(-1)であったが，現行の4代目では最大17,000min~(-1)と約3倍の高速化がなされている．このような高速化を実現するためには，モータ発電機を駆動するインバータのパワー半導体，冷却構造，回路構成，制御など，さまざまな要素がそれに対応する必要がある．本稿では，PMSMを対象としたモータ発電機の高速化に対応するインバータの「制御」について，PMSMの電圧方程式などの基礎を含めて解説する．