用于控制旋转机的装置制造方法及图纸

公开了一种用于控制旋转机的装置。在控制装置中，目标谐波电流获取器根据流过旋转机的定子的至少一个相绕组的相电流，获得在该旋转机中流动的目标谐波电流分量。该目标谐波电流分量与相电流的基础电流分量相关联。感应单元在开关单元所使用的功率转换器的输出电压向量的幅度和相位中的至少一个上叠加以与该目标谐波电流分量的角速度相同的角速度变化的波动信号。这在该至少一个相绕组中感应抵消谐波电流分量。该抵消谐波电流分量抵消了该目标谐波电流分量。

【技术实现步骤摘要】

本公开设及用于控制与具有开关元件的功率转换器电连接的旋转机的装置。
技术介绍
存在用于控制开关元件的接通-断开开关操作W控制谐波电流分量的多种方法， 其中之一被公开在日本专利公开第3852289号中。所公开方法将由所需扭矩值和运样的谐 波电流分量所确定的命令电流值与具有基于正弦命令电压的幅度所预定的幅度的载波信 号相比较。随后，所公开方法基于比较的结果执行脉宽调制（PWM)控制。PWM控制循环地产 生用于驱动每个开关元件的驱动脉冲信号，同时基于比较的结果对每个开关循环调节驱动 脉冲信号的占空比。
技术实现思路
已知另一个方法用于控制逆变器的开关元件的接通-断开开关操作。此方法对每 个开关元件使用接通-断开开关模式，即接通-断开脉冲模式。具体地，控制装置包括存储 器，其中多个接通-断开开关模式中的每个对逆变器的输出电压向量的相应幅度值而被预 定；每个接通-断开开关模式与电动机的电旋转角的对应值相关联。 具体地，控制装置在一阶旋转坐标系中确定逆变器的输出电压向量的相位，该坐 标系被定义为W与在=相固定坐标系中流入电动机的电流的基础分量的波动角速度相等 的角速度旋转的坐标系。输出电压向量的相位用作操控，用于将电动机的受控变量（比如 扭矩）反馈控制为目标值。控制装置对于每个开关元件，选择与输出电压向量的幅度值相 匹配的接通-断开开关模式之一。接着，控制装置将用于每个开关元件的所选择接通-断 开开关模式相对于电动机的电旋转角的当前值位移输出电压向量的所确定相位。根据位移 的换接通-断开开关模式的响应一个，控制装置替代地接通和断开每个开关元件。 不幸地，没有特定的方法用于在使用运样的接通-断开开关模式时消除包括在相 电流内的谐波电流分量。电动机的用户因此期望在使用运样的接通-断开开关模式时消除 包括在相电流内的谐波电流分量的一个或更多的具体方法。 考虑到上述情况，本公开的一个方面设法提供装置用于控制旋转机的装置，运些 装置能够满足用于对电动机运样的期望。 具体地，本公开的替代方面旨在提供运样的装置，其中每个装置能够在对功率转 换器的开关元件使用接通-断开开关模式时降低流入旋转机的谐波电流分量。 根据本公开的示例性方面，提供了一种装置，用于反馈控制旋转机的控制变量W 由此使用由功率转换器获得的功率相对于定子旋转转子。该装置包括配置为在旋转坐标系 下设定功率转换器的输出电压向量的相位的相位设定器。输出电压向量的相位用作用于将 旋转机的受控变量反馈控制到目标值的第一操控变量。相位设定器还被配置为输出包括输 出电压的相位W及转子的电旋转角的相位信息。旋转坐标系随着旋转机的转子旋转而旋 转。该装置包括配置为在旋转坐标系下设定功率转换器的输出电压向量的幅度的幅度设定 器。输出电压向量的幅度用作第二操控变量，用于将旋转机的受控变量反馈控制到目标值。 该装置包括配置为在其中储存功率转换器的开关元件的接通-断开开关模式的存储器。根 据输出电压向量的幅度，对幅度参数相应预定值提供接通-断开开关模式。该装置包括开 关单元，被配置为 (1)选择对应于幅度参数的特定值的接通-断开开关模式之一 (2)根据从相位设定器输出的相位信息的变化，从所选择的一个接通-断开开关 模式提取接通或断开指令 (3)根据提取的接通或断开指令接通或断开开关元件。 该装置包括目标谐波电流获取器，被配置为根据流过定子的至少一个相绕组获得 流入旋转机的目标谐波电流分量。目标谐波电流分量与相电流的基础电流分量相关联。该 装置包括感应单元，被配置为在开关单元使用的输出电压向量的幅度和相位中的至少一个 上，叠加谐波信号W在至少一个相绕组中感应抵消谐波电流分量。谐波信号W与目标谐波 电流分量的角速度相同的角速度变化。抵消谐波电流分量抵消目标谐波电流分量。 此配置在开关单元使用的输出电压向量的幅度和相位中的至少一个上，叠加谐波 信号；该谐波信号W与目标谐波电流分量的角速度相同的角速度变化。运在至少一个相绕 组中感应了抵消谐波电流分量。在至少一个相绕组中诱导的抵消谐波电流分量抵消目标谐 波电流分量，因此减少了目标谐波电流分量。运减少了由目标谐波电流分量引起的旋转机 的扭矩变化和/或铁耗。 考虑到W下描述结合附图，将进一步领会到本公开的各种方面的W上和/或其他 特性、和/或优点。在适用情况下，本公开的各种方面能包括和/或排除不同的特性和/或 优点。在适用情况下，本公开的各种方面能组合另一个实施例的一个或更多特性。特定实 施例的特性和/或优点的描述不应该被解释为限制其他实施例或者权利要求。【附图说明】 本公开的其他方面将从参考附图的实施例的W下描述中变得明了，其中： 图1是根据本公开的第一实施例的用于控制发动机-发电机的控制装置的电路 图； 图2是示意性示出图1所示的控制装置的特定结构的示例的框图；[001引图3是示意性示出取决于电压相位的无限小变化的电流向量变化W及由于输出 电压向量幅度的无限小变化导致的电流向量变化的示图； 图4是图3所示的依赖于电压相位的无限小变化的电流向量变化的放大视图的示 图； 图5是根据第一实施例示意性示出相对于电流向量的变化方向垂直延伸的入轴 的示图； 图6是根据第一实施例示意性示出在d-q-坐标系下A轴命令电流的示图； 图7是根据第一实施例示意性示出基础电流向量与第k谐波电流向量的合成向量 的幅度和相位的示例的示图。 图8是示意性示出图2所示的第一谐波处理器和第二谐波处理器中每一个的结构 示例的框图；W及 图9是根据本公开的第二实施例示意性示出第一谐波处理器和第二谐波处理器 中每一个的结构示例的框图。【具体实施方式】参考附图，W下描述了本公开的实施例。在实施例中，实施例之间的相似部分（分 配了相似附图标记）被省略或被简化W避免重复的描述。 第一实施例 参见图1，本公开的第一实施例在图1中示出S相电动机-发电机，被简单地示为 安装在目标车辆内作为旋转机的示例的"电动机-发电机"10。每个实施例使用具有凸极 结构（salient-pole)的电动机作为电动机-发电机10。例如，每个实施例使用内置式永磁 同步电机（IPMSM)作为电动机-发电机10。[002引图1还示出控制系统50。控制系统50配备有用作功率逆变器的逆变器20、用作DC电源的高电压电池22、平滑电容器24、控制系统26W及控制装置30。 电动机-发电机10和高电压电池12能通过逆变器20在其间建立电连接。 例如，电动机-发电机10被提供有具有转子铁忍并且被可旋转地配置在电动 机-发电机10中的环形转子10a。例如转子铁忍被直接地或间接地禪合至安装在目标车辆 内的发动机的机轴W便与机轴一起旋转。 转子IOa具有凸极结构。 转子IOa的转子忍在它的圆周部分被特别地提供有至少一对永磁体。至少一对的 永磁体被如此嵌入转子忍的外部边缘W至于在转子忍的圆周方向上W-定间隔关于转子 忍的中屯、轴对称地安排。 至少一对的永磁体具有从转子忍的中屯、径向地向外指向的北极（N极）。另一个永 磁体具有从转子忍的中屯、径向地向外指向的南极（S极）。 转子IOa具有与由N极创建的磁通量的方向一致（换而言么与N极中屯、线一致） 的直轴（d轴）。在转子IOa的旋转期间，转子IOa还具有正交轴（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于反馈控制旋转机的受控变量以由此使用功率转换器获得的功率相对于定子旋转转子的装置，所述装置包括：相位设定器，被配置为：在旋转坐标系下设定所述功率转换器的输出电压向量的相位，所述输出电压向量的相位用作用于将所述旋转机的受控变量反馈控制到目标值的第一操控变量；以及输出包括所述输出电压的相位和所述转子的电旋转角的相位信息，所述旋转坐标系随着所述旋转机的转子旋转而旋转；幅度设定器，被配置为在所述旋转坐标系下设定所述功率转换器的输出电压向量的幅度，所述输出电压向量的幅度用作用于将所述旋转机的受控变量反馈控制到目标值的第二操控变量。存储器，被配置为在其中储存所述功率转换器的开关元件的接通‑断开开关模式，所述接通‑断开开关模式被提供用于依赖于所述输出电压向量的幅度的幅度参数的对应预定值；开关单元，被配置为：选择对应于所述幅度参数的特定值的所述接通－断开开关模式之一；根据从所述相位设定器输出的所述相位信息的变化，从所选择的接通－断开开关模式之一提取接通或断开指令；以及根据所提取的接通或断开指令接通或断开所述开关元件；目标谐波电流获取器，被配置为根据流过所述定子的至少一个相绕组的相电流，获得在所述旋转机中流动的目标谐波电流分量，所述目标谐波电流分量与所述相电流的基础电流分量相关联；以及感应单元，被配置为在所述开关单元所使用的输出电压向量的幅度和相位中的至少一个上叠加谐波信号，以在所述至少一个相绕组中感应抵消谐波电流分量，所述谐波信号以与所述目标谐波电流分量的角速度相同的角速度变化，所述抵消谐波电流分量抵消所述目标谐波电流分量。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中井康裕，上松初，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP