逆变器装置和电动机驱动系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及逆变器装置和电动机驱动系统。根据实施方式的逆变器装置包括恒功率控制器。恒功率控制器在施加至AC电动机的电压指令的值超过预定阈值时，基于所述电压指令的值和所述预定阈值来计算并输出d轴电流指令修正值。此外，所述恒功率控制器在基于绕组切换信号确定的输出切换定时，利用根据扭矩指令或者速度指令以及所提供的直流电压确定的恒功率模型，来生成所述d轴电流指令修正值，并且输出所述d轴电流指令修正值达预定时间。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年07月04日，申请号为201210230243.5，专利技术名称为“逆变器装置和电动机驱动系统”的专利技术专利申请的分案申请。
在此讨论的实施方式涉及一种逆变器装置和电动机驱动系统。
技术介绍
已知一种传统的允许通过切换AC(交流)电动机的电枢绕组来进行从低速区域至高速区域的宽范围运转的绕组切换方法。例如，传统的绕组切换方法，为了减少绕组切换引起的冲击，在AC电动机的转数突然改变的情况下，采取措施禁止绕组切换。然而，例如当从低速向高速执行持续加速时，这种措施存在效率低以及还不能获得足够扭矩的问题。就此方面，本申请人已提出了一种逆变器装置，该逆变器装置即使在加速期间或减速期间，仍可以减少绕组切换引起的冲击，该逆变器装置公开在日本专利申请特开第2010-22165号公报中。更具体来说，当电压指令超过可以输出至AC电动机的最大电压值时，日本专利申请特开第2010-22165号公报中公开的逆变器装置计算作为d轴电流指令的修正值的d轴电流指令修正值，并且利用所计算的d轴电流指令修正值来执行修正所述d轴电流指令的处理。这时，日本专利申请特开第2010-22165号公报中公开的逆变器装置在绕组切换之前预先计算d轴电流指令修正值，在绕组切换时利用预先计算出的d轴电流指令修正值来修正d轴电流指令。因此，由于可以去除作为绕组切换引起的冲击的产生原因之一的d轴电流指令修正值的计算延迟，所以即使在加速期间或者减速期间，逆变器装置仍可以执行平滑的绕组切换。此外，日本专利申请特开第2010-22165号公报中公开的逆变器装置利用扭矩指令、电源电压值和AC电动机的转速作为参数，来初步计算d轴电流指令修正值。然而，日本专利申请特开第2010-22165号公报中公开的逆变器装置在可以进一步减少绕组切换的影响方面还存在改进余地。例如，日本专利申请特开第2010-22165号公报中公开的逆变器装置使用AC电动机的转速作为用于确定d轴电流指令修正值的参数。然而，AC电动机的转速受到绕组切换的过渡现象的影响。换言之，存在如下可能性，即，AC电动机的转速的检测值包括绕组切换的过渡现象所导致的噪声分量。当利用受到过渡现象影响的检测值来计算d轴电流指令修正值时，存在延长过渡现象的收敛时间(resolutiontime)的可能性。根据实施方式的一个方面，本实施方式的目的是提供一种可以减少绕组切换引起的影响的逆变器装置和电动机驱动系统。
技术实现思路
根据实施方式的一方面的逆变器装置包括：电压供给单元、绕组切换信号发生器以及恒功率控制器。所述电压供给单元连接至AC电动机的与各相相对应的电枢绕组的一端，并且将用于驱动所述AC电动机的可变电压提供给所述AC电动机。所述绕组切换信号发生器连接至所述电枢绕组的另一端和中间部中的每一个，并且将绕组切换信号输出至改变所述电枢绕组的连接的绕组切换部。所述恒功率控制器在施加至所述AC电动机的电压指令的值超过预定阈值时，基于所述电压指令的值和所述预定阈值来计算并输出d轴电流指令修正值。此外，所述恒功率控制器在基于所述绕组切换信号确定的输出切换定时，利用根据扭矩指令或速度指令以及所提供的直流电压确定的恒功率模型，来生成所述d轴电流指令修正值，并且输出所述d轴电流指令修正值达预定时间。根据实施方式的一方面的电动机驱动系统包括直流电压源、AC电动机以及逆变器装置。所述逆变器装置连接至所述AC电动机的与各相相对应的电枢绕组的一端。此外，所述逆变器装置包括绕组切换信号发生器和恒功率控制器。所述绕组切换信号发生器连接至所述电枢绕组的另一端和中间部中的每一个，并且将绕组切换信号输出至改变所述电枢绕组的连接的绕组切换部。所述恒功率控制器在施加至所述AC电动机的电压指令的值超过预定阈值时，基于所述电压指令的值和所述预定阈值来计算并输出d轴电流指令修正值。此外，所述恒功率控制器在基于所述绕组切换信号确定的输出切换定时，利用根据扭矩指令或速度指令以及所提供的直流电压确定的恒功率模型，来生成所述d轴电流指令修正值，并且输出所述d轴电流指令修正值达预定时间。根据实施方式的一方面，可以提供一种可以减少绕组切换引起的影响的逆变器装置和电动机驱动系统。附图说明通过结合附图来参照下文的详细描述，可容易获得并更易于理解对本专利技术的更完整的理解及其带来的众多优点，在附图中：图1是例示出根据实施方式的驱动系统的构造的框图；图2是例示出根据本实施方式的逆变器装置的构造的框图；图3是例示出绕组切换部的构造的电路图；图4是例示出恒功率控制器的构造的框图；图5A是例示出用于高速模式的恒功率模型的示例的示图；图5B是例示出用于低速模式的恒功率模型的示例的示图；图6是例示出电流控制器的构造的框图；图7是例示出电流指令计算器的构造的框图；图8A是例示出用于高速模式的电流模型的示例的示图；以及图8B是例示出用于低速模式的电流模型的示例的示图。具体实施方式下文中，将参考附图详细说明根据本公开的实施方式的逆变器装置和电动机驱动系统(下文中称为“驱动系统”)。在此，相同部件具有相同参考标记并且适当地省略重复的说明。然而，就此而言，下文公开的实施方式并非旨在对本专利技术进行限制。参照图1来说明根据本实施方式的驱动系统100的构造。如图1所例示，根据本实施方式的驱动系统100包括逆变器装置20、AC(交流)电动机40、位置检测器41、绕组切换部60、以及直流电压源80。逆变器装置20是将从直流电压源80提供的DC电力变换为三相AC电力的电力变换装置。逆变器装置20连接至设置在AC电动机40的与各相相对应的电枢绕组的一端处的连接端子A1至A3。下面参照图2来说明逆变器装置20的构造。AC电动机40是三相AC电动机，其包括与U相、V相、以及W相这三相相对应的电枢绕组。AC电动机40由从逆变器装置20输出的电压驱动。绕组切换部60连接至AC电动机40的连接端子A4至A6和连接端子B1至B3。连接端子A4至A6设置在与各相相对应的电枢绕组的终端处，并且连接端子B1至B3设置在电枢绕组的中间部(在此为中间点)处。位置检测器41是连接至AC电动机40并且检测AC电动机40的转子相位θ的检测器。例如，可以使用编码器或者分解器(resolver)作为位置检测器41。直流电压源80包括AC电源和整流电路，并且将DC电力提供给逆变器装置20。例如，也可以使用诸如电池的不具有整流电路的DC电源作为直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器装置，该逆变器装置包括：电压供给单元，其连接至AC电动机的与各相相对应的电枢绕组，并且将用于驱动所述AC电动机的可变电压提供给所述AC电动机；绕组切换信号发生器，其将绕组切换信号输出至改变所述电枢绕组的连接的绕组切换部；以及恒功率控制器，其在给所述AC电动机的电压指令的值超过预定阈值时，基于所述电压指令的值和所述预定阈值来计算并输出d轴电流指令修正值，其中，所述恒功率控制器在基于所述绕组切换信号确定的输出切换定时，利用根据扭矩指令或者速度指令以及所提供的直流电压所确定的恒功率模型，来生成所述d轴电流指令修正值，并且输出所述d轴电流指令修正值达预定时间。

【技术特征摘要】
2011.07.04 JP JP2011-1484791.一种逆变器装置，该逆变器装置包括：
电压供给单元，其连接至AC电动机的与各相相对应的电枢绕组，并且将用于驱
动所述AC电动机的可变电压提供给所述AC电动机；
绕组切换信号发生器，其将绕组切换信号输出至改变所述电枢绕组的连接的绕组
切换部；以及
恒功率控制器，其在给所述AC电动机的电压指令的值超过预定阈值时，基于所
述电压指令的值和所述预定阈值来计算并输出d轴电流指令修正值，其中，
所述恒功率控制器在基于所述绕组切换信号确定的输出切换定时，利用根据扭矩
指令或者速度指令以及所提供的直流电压所确定的恒功率模型，来生成所述d轴电流
指令修正值，并且输出所述d轴电流指令修正值达预定时间。
2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其中，所述恒功率控制器从与所述扭矩
指令或所述速度指令以及所述直流电压的组合相对应的多个恒功率模型中，选择与所
述输出切换定时处的运转条件接近的恒功率模型，并且使用所选择的恒功率模型生成
所述d轴电流指令修正值。
3.根据权利要求1所述的逆变器装置，该逆变器装置还包括：
电压前馈计算器，其基于所述d轴电流指令、q轴电流指令、以及所述AC电动
机的转速，来计算d轴电压前馈值和q轴电压前馈值；以及
电流控制器，其基于所述d轴电压前馈值和利用所述d轴电流指令和d轴电流反
馈值的反馈控制的结果，来生成d轴电压指令，并基于所述q轴电压前馈值和利用所
述q轴电流指令和q轴电流反馈值的反馈控制的结果，来生成q轴电压指令，其中，
所述电流控制器在基于所述绕组切换信号确定的所述输出切换定时，输出所述d
轴电压前馈值作为所述d轴电压指令，并输出所述q轴电压前馈值作为所述q轴电压
指令。
4.根据权利要求2所述的逆变器装置，该逆变器装置还包括：
电压前馈计算器，其基于所述d轴电流指令、q轴电流指令、以及所述AC电动
机的转速，来计算d轴电压前馈值和q轴电压前馈值；以及
电流控制器，其基于所述d轴电压前馈值和利用所述d轴电流指令和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宁，川地智洋，葛岛光则，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP