旋转电机控制装置制造方法及图纸

适当地控制在开路绕组(8)的两端分别具备的两个逆变器(10)。旋转电机控制装置(1)执行对象控制，在该对象控制中，通过矩形波控制来控制第一逆变器(11)以及第二逆变器(12)中的一个逆变器(10)，并且通过作为脉冲宽度调制控制之一的特殊脉冲宽度调制控制来控制另一个逆变器(10)。特殊脉冲宽度调制控制是成为基于使开路绕组(8)产生目标电压的情况下的脉冲宽度调制控制的开关模式与矩形波控制的开关模式(Su1+)之差的开关模式(Su2+)的控制方式。式(Su1+)之差的开关模式(Su2+)的控制方式。式(Su1+)之差的开关模式(Su2+)的控制方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机控制装置


[0001]本专利技术涉及通过两个逆变器驱动控制具有开路绕组的旋转电机的旋转电机控制装置。

技术介绍

[0002]在由V.Oleschuk等人在2007年发表的IEEE的论文“Dual Inverter
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Fed Traction Drive with DC Sources Power Balancing Based on Synchronized PWM”中，公开了一种控制装置，该控制装置对在3相交流型的旋转电机所具有的3相开路绕组的两端分别具备一个的逆变器进行开关控制来驱动控制旋转电机。另一方面，具有如下公知的方式：例如，在连接有3相绕组各自的一端侧的Y型绕组的另一端侧，对一个逆变器进行开关控制来驱动控制旋转电机。在使用了开路绕组和两个逆变器的系统中，与使用了Y型绕组和一个逆变器的系统相比，若直流的电压相同，则能够使绕组的交流电压的线电压变高，从而能够使旋转电机以更高的输出动作。
[0003]在V.Oleschuk等人的论文的前言(Introduction)中记载有，通过使生成用于对两个逆变器进行开关控制的脉冲的载波信号的相位分别不同，能够降低在绕组中流动的电流的脉动(ripple)的大小。V.Oleschuk等人还指出，通过不是以使用了载波信号的异步方式而是以同步方式来生成脉冲，在中/高输出的应用中，也能够进行更适当的控制。但是，在异步方式、同步方式中的任意方式中，总是以相同的控制方式对两个逆变器进行开关控制。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1：V.Oleschuk，R.Bojoi，G.Griva，F.Profumo，“Dual Inverter
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Fed Traction Drive with DC Sources Power Balancing Based on Synchronized PWM”，Conference Paper/June 2007，1
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4244
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0743
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5/07，IEEE，p.260
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265。

技术实现思路

[0007]优选地，开关控制的方式根据旋转电机所要求的扭矩、转速、直流侧的电压等各种要素(动作条件)来确定，以便能够以更高的系统效率进行动作。V.Oleschuk等人的技术是优秀的，但在适当地控制在开路绕组的两端分别具备的两个逆变器方面，还存在改善的余地。
[0008]鉴于上述背景，期望提供一种适当地控制在开路绕组的两端分别具有的两个逆变器的技术。
[0009]鉴于上述，作为一个方式，本申请的旋转电机控制装置通过第一逆变器以及第二逆变器驱动控制具有相互独立的多相开路绕组的旋转电机，其中，所述第一逆变器连接到所述多相开路绕组的一端侧，在直流与多相交流之间转换电力，所述第二逆变器连接到所述多相开路绕组的另一端侧，在直流与多相交流之间转换电力，所述第一逆变器和所述第二逆变器分别能够以开关模式不同的多个控制方式进行控制，并且能够以相互独立的所述
控制方式进行控制，所述控制方式包括：脉冲宽度调制控制，在电角度的一个周期中输出模式不同的多个脉冲；以及矩形波控制，在电角度的一个周期中输出一个脉冲，所述旋转电机控制装置执行通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个逆变器，并且通过作为所述脉冲宽度调制控制之一的特殊脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器的对象控制，所述特殊脉冲宽度调制控制是成为基于在使所述开路绕组产生目标电压的情况下的所述脉冲宽度调制控制的开关模式与所述矩形波控制的开关模式之差的开关模式的所述控制方式。
[0010]根据该结构，通过对两个逆变器内的一个逆变器进行矩形波控制，能够减少该一个逆变器的开关次数，从而降低开关损耗。另外，在未进行矩形波控制一侧的另一个逆变器通过特殊脉冲宽度调制控制来控制。在特殊脉冲宽度调制控制中，通过基于使开路绕组产生目标电压的情况下的脉冲宽度调制控制的开关模式与矩形波控制的开关模式之差的开关模式，来控制该另一个逆变器。因此，即使通过矩形波控制来控制一个逆变器，也能够通过与另一个逆变器的脉冲宽度调制控制相配合，来顺畅地驱动旋转电机。通常，在应用矩形波控制的相对高旋转的动作区域中，能够降低系统损耗，并且能够顺畅地控制旋转电机。即，根据本结构，能够适当地控制在开路绕组的两端分别具备的两个逆变器。
[0011]根据参照附图说明的实施方式的以下的记载，旋转电机控制装置的其他特征和优点变得明确。
附图说明
[0012]图1是旋转电机驱动系统的一例的示意性的框图。
[0013]图2是旋转电机控制装置的简易的部分框图。
[0014]图3是使用了两个逆变器的旋转电机驱动系统的矢量图。
[0015]图4是旋转电机在正交矢量空间中的示意性的电压矢量图。
[0016]图5是表示旋转电机的控制区域的一例的图。
[0017]图6是表示旋转电机的控制区域的一例的图。
[0018]图7是表示旋转电机的控制区域的一例的图。
[0019]图8是表示特殊脉冲宽度调制控制(特殊连续脉冲宽度调制控制)的电压指令以及开关控制信号的一例的波形图。
[0020]图9是表示特殊不连续脉冲宽度调制控制的电压指令以及开关控制信号的例子的波形图。
[0021]图10是表示特殊连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(结果)的说明图。
[0022]图11是表示特殊连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过1)的说明图。
[0023]图12是表示特殊连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过2)的说明图。
[0024]图13是表示特殊连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过3)的说明图。
[0025]图14是表示特殊不连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(结果)的说明图。
[0026]图15是表示特殊不连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过1)的说明图。
[0027]图16是表示特殊不连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过2)的说明图。
[0028]图17是表示特殊不连续脉冲宽度调制控制的电压指令运算原理(经过3)的说明图。
[0029]图18是表示特殊脉冲宽度调制控制的电压指令运算顺序的一例的流程图。
[0030]图19是表示特殊脉冲宽度调制控制的电压指令运算顺序的其他的例子的流程图。
[0031]图20是在第一高速度区域中组合了矩形波控制和通常的连续脉冲宽度调制控制(CPWM)时的3相电流以及dq轴电流的波形图。
[0032]图21是在第一高速度区域中组合了矩形波控制和连续脉冲宽度调制控制(CPWM)时的3相电流以及实际调制率的波形图。
[0033]图22是在第一高速度区域以及第二高速度区域中组合了矩形波控制和通常的脉冲宽度调制控制(CPWM、DPWM)时的3相电流以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机控制装置，通过第一逆变器以及第二逆变器驱动控制具有相互独立的多相开路绕组的旋转电机，其中，所述第一逆变器连接到所述多相开路绕组的一端侧，在直流与多相交流之间转换电力，所述第二逆变器连接到所述多相开路绕组的另一端侧，在直流与多相交流之间转换电力，所述第一逆变器和所述第二逆变器分别能够通过开关模式不同的多个控制方式进行控制，并且能够以相互独立的所述控制方式进行控制，所述控制方式包括：脉冲宽度调制控制，在电角度的一个周期中输出模式不同的多个脉冲；以及矩形波控制，在电角度的一个周期中输出一个脉冲，所述旋转电机控制装置执行通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个逆变器，并且通过作为所述脉冲宽度调制控制之一的特殊脉冲宽度调制控制来控制另一个所述逆变器的对象控制，所述特殊脉冲宽度调制控制是成为基于在使所述开路绕组产生目标电压的情况下的所述脉冲宽度调制控制的开关模式与所述矩形波控制的开关模式之差的开关模式的所述控制方式。2.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，将在使所述开路绕组产生目标电压的情况下生成通过所述矩形波控制控制的一个所述逆变器的开关模式的电压指令设为矩形波用电压指令，将相位与所述矩形波用电压指令相差180度且在产生该目标电压的情况下生成通过所述脉冲宽度调制控制控制的另一个所述逆变器的开关模式的电压指令设为脉冲宽度调制用电压指令，将所述矩形波用电压指令与所述脉冲宽度调制用电压指令的差分设为两个所述逆变器整体的电压指令即系统电压指令，将在使振幅中心一致的状态下的所述系统电压指令与所述矩形波用电压指令的差分设为特殊脉冲宽度调制用电压指令，所述特殊脉冲宽度调制控制是基于所述特殊脉冲宽度调制用电压指令来生成开关模式的所述控制方式。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制装置，其中，作为所述旋转电机的控制区域，设定有低速度区域和在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述低速度区域的高速度区域，在所述高速度区域中，执行所述对象控制。4.根据权利要求3所述的旋转电机控制装置，其中，在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中，交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成，在所述脉冲宽度调制控制中，作为所述控制方式包括：连续脉冲宽度调制控制，对多相的全部的所述臂连续地执行脉冲宽度调制；以及不连续脉冲宽度调制控制，对多相的一部分的所述臂，包含将开关元件固定为接通状态或者断开状态的期间地进行脉冲宽度调制，在所述高速度区域内设定有第一高速度区域和在相同的扭矩下所述旋转电机转速高
于所述第一高速度区域的第二高速度区域，在所述第一高速度区域中，作为所述对象控制，执行通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器，并且通过基于所述连续脉冲宽度调制控制的所述特殊脉冲宽度调制控制即特殊连续脉冲宽度调制来控制另一个所述逆变器的第一对象控制，在所述第二高速度区域中，作为所述对象控制，执行通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的一个所述逆变器，并且通过基于所述不连续脉冲宽度调制控制的所述特殊脉冲宽度调制控制即特殊不连续脉冲宽度调制来控制另一个所述逆变器的第二对象控制。5.根据权利要求3或4所述的旋转电机控制装置，其中，在所述低速度区域中，所述第一逆变器以及所述第二逆变器中的至少一个逆变器通过所述脉冲宽度调制控制控制，在所述高速度区域中，通过比所述脉冲宽度调制控制中的调制频率高的调制频率，执行所述特殊脉冲宽度调制控制。6.根据权利要求3至5中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，还设定有在相同的扭矩下所述旋转电机的转速高于所述高速度区域的超高速度区域，在所述超高速度区域中，通过所述矩形波控制来控制所述第一逆变器以及所述第二逆变器这两个所述逆变器。7.根据权利要求3至6中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，在所述第一逆变器以及所述第二逆变器中，交流1相的臂分别由上级侧开关元件和下级侧开关元件的串联电路构成，所述控制方式还包括：主动短路控制，将多相的全部的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉塔，
申请(专利权)人：国立大学法人名古屋工业大学，
类型：发明
国别省市：