电动机驱动装置制造方法及图纸

在从直流电源接受电力供给的电动机驱动装置中，以在单脉冲控制的执行中抑制向直流电源流动的电流中包含的脉动为目的。电动机驱动装置（1）具备逆变器控制装置（10），该逆变器控制装置（10）具有在电角1个周期期间将正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号对与各相对应的开关元件施加的单脉冲控制模式。逆变器控制装置（10）在执行单脉冲控制模式的情况下，在矩形波电压的上升沿时及下降沿时，以规定的相位角宽度使占空比逐渐增加或减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置
本专利技术涉及电动机驱动装置，尤其是涉及将从直流电源供给的直流电力转换成交流电力而向电动机供给的电动机驱动装置。
技术介绍
以往，已知有通过整流器将来自交流电源的交流电力转换成直流电力，而且，通过逆变器将该直流电力转换成三相交流电力而向交流电动机供给的电动机驱动装置（例如，参照专利文献1）。另外，另一方面，已知有将直流电源与逆变器连接并将来自直流电源的直流电力转换成三相交流电力而向交流电动机供给的电动机驱动装置。这样的电动机驱动装置例如在对未搭载发动机的电动机动车等上搭载的车载空调机的压缩机电动机进行驱动时等被采用。另外，以往，作为提高逆变器的电压利用率的控制方法之一，已知有单脉冲控制。单脉冲控制是电角1个周期期间，对于与各相对应的开关元件施加正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号的控制方法（例如，参照专利文献2）。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开平5-161364号公报【专利文献2】日本特开2005-137200号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】然而，在进行专利文献2公开那样的单脉冲控制时，比较大的高次谐波电流会流过直流母线。然而，在从交流电源接受电力供给的电动机驱动装置中，需要进行整流，因此设有比较大的容量（通常为1,000μF级）的平滑电容器。高次谐波由该平滑电容器减少，向交流电源流动的电流所包含的脉动（脉流）不太大。然而，在从直流电源接受电力供给的电动机驱动装置中，不需要整流。因此，从成本减少及装置的小型化的目的出发，而采用相当小容量（通常为10μF至100μF级）的平滑电容器。因此，通过平滑电容器无法有效地减少因单脉冲控制而产生的高次谐波分量，从而向直流电源流动的电流包含比较大的脉动。并且，该脉动作为噪音而可能会给与直流电源连接的周边设备造成影响。本专利技术是在从直流电源接受电力供给的电动机驱动装置中，提供一种在单脉冲控制的执行中能够抑制向直流电源流动的电流包含的脉动的电动机驱动装置。【用于解决课题的手段】本专利技术的第一方式涉及一种电动机驱动装置，具备：逆变器，将从直流电源经由直流母线输入的直流电力转换成三相交流电力而向电动机输出；逆变器控制单元，具有在电角1个周期期间将正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号而对与各相对应的开关元件施加的单脉冲控制模式，所述逆变器控制单元在执行所述单脉冲控制模式的情况下，在所述矩形波电压的上升沿时及下降沿时，以规定的相位角宽度使占空比逐渐增加或减少。根据本方式，在电角1个周期期间，执行将正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号对与各相对应的开关元件施加的单脉冲控制模式时，在矩形波电压的上升沿时及下降沿时以规定的相位角宽度使占空比逐渐增加或减少。因此，能够减少伴随着逆变器的开关元件的接通断开切换时而产生的电压的变动量。由此，能够减少向直流电源流动的电流包含的脉动。在上述电动机驱动装置中，优选的是，所述规定的相位角宽度根据功率因数角而设定。专利技术者们获得功率因数角与在直流母线中流动的电流包含的高次谐波分量相关的情况作为新的见解，根据功率因数角来设定规定的相位角宽度。由此，能够有效地减少向直流电源流动的电流包含的脉动。在上述电动机驱动装置中，优选的是，所述规定的相位角宽度设定为使用最大电动机转速及最大电动机转矩而推定的功率因数角的最大值的2倍以上的值。根据这样的结构，例如，使用最大电动机转速及最大电动机转矩通过模拟而预先推定功率因数角的最大值，将规定的相位角宽度设定为该功率因数角的最大值的2倍以上。如此，通过将规定的相位角宽度设定为功率因数角的最大值的2倍以上，即使在功率因数角最大的运转区域中也能够有效地减少向直流电源流动的电流包含的高次谐波分量（脉动）。换言之，在单脉冲控制中，在功率因数角的变化的整个区域中能够减少向直流电源流动的电流中包含的高次谐波分量。【专利技术效果】根据本专利技术，在单脉冲控制的执行中，起到能够抑制向直流电源流动的电流中包含的脉动这样的效果。附图说明图1是简要表示与直流电源连接的电动机驱动装置的通常的结构的电路图。图2是表示基于以往的单脉冲控制的门极驱动信号的占空比波形的图。图3是表示施加基于以往的单脉冲控制的门极驱动信号时的母线电流及直流电流的模拟结果的图。图4是表示图3所示的母线电流及直流电流的频率分析结果的图。图5是表示本专利技术的一实施方式的占空比波形的一例的图。图6是表示本专利技术的一实施方式的占空比波形的另一例的图。图7是例示了使门极驱动信号的占空比波形中的上升沿时的波形以20[deg]的相位角宽度而以一次函数方式增加的情况的图。图8是用于说明母线电流表示的本专利技术的一实施方式的电动机驱动装置的效果的图。图9是表示在超前功率因数的状态下，进行以往的单脉冲控制时的母线电流及直流电流的模拟结果的图。图10是表示在功率因数1的状态下，进行以往的单脉冲控制时的母线电流及直流电流的模拟结果的图。图11是表示在滞后功率因数的状态下，进行以往的单脉冲控制时的母线电流及直流电流的模拟结果的图。图12是示意性地表示在超前功率因数的状态下，进行以往的单脉冲控制时的U相、V相、W相电流（正负）与母线电流Ish的关系的图。图13是示意性地表示在功率因数1的状态下，进行以往的单脉冲控制时的U相、V相、W相电流（正负）与母线电流Ish的关系的图。图14是是示意性地表示在滞后功率因数的状态下，进行以往的单脉冲控制时的U相、V相、W相电流（正负）与母线电流Ish的关系的图。图15是表示电动机电压的大小与感应电压的大小之比为1：0.8，并使α的值分别变化为0、0.1、0.2、0.3时的重叠相位角与直流电流包含的脉动的关系的图。图16是表示电动机电压的大小与感应电压的大小之比为1：1，并使α的值分别变化为0、0.1、0.2、0.3时的重叠相位角与直流电流包含的脉动的关系的图。图17是表示电动机电压的大小与感应电压的大小之比为1：1.2，并使α的值分别变化为0、0.1、0.2、0.3时的重叠相位角与直流电流包含的脉动的关系的图。图18是用于说明图15至图17所示的模拟结果中的电动机电压、感应电压、角度α、电动机电流、及功率因数角的关系的图。图19是表示某功率因数角φ下的重叠相位角θα、脉动、及电压利用率的关系的图。图20是表示重叠相位角为10[deg]时的U相、V相、W相的上支路的占空比波形、直流电流Idc、母线电流Ish、及电动机电流的模拟结果的图。图21是表示图20所示的直流电流Idc及母线电流Ish的频率分析结果的图。图22是表示重叠相位角为30[deg]时的U相、V相、W相的上支路的占空比波形、直流电流Idc、母线电流Ish、及电动机电流的模拟结果的图。图23是表示图22所示的直流电流Idc及母线电流Ish的频率分析结果的图。图24是表示本专利技术的一实施方式的电动机驱动装置的简要结构的框图。图25是表示极坐标与d轴及q轴的关系的图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的一实施方式的电动机驱动装置。首先，在说明本实施方式的电动机驱动装置之前，说明为了研究在将直流电源与逆变器连接的直流母线产生的脉动而进行的模拟。图1是简要表示与直流电源连接的电动机驱动装置的通常的结构的电路图。在图1中，逆变器2通过P极及N极的直流母线3a、3b而与直流电源3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，其中，具备：逆变器，将从直流电源经由直流母线输入的直流电力转换成三相交流电力而向电动机输出；逆变器控制单元，具有在电角1个周期期间将正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号而对与各相对应的开关元件施加的单脉冲控制模式，所述逆变器控制单元在|duty|为规定的阈值以上的情况下，执行在所述矩形波电压的上升沿时及下降沿时、以规定的相位角宽度使占空比逐渐增加或减少的单脉冲控制模式，所述规定的相位角宽度被设定为20deg以上，所述|duty|由以下的式(1)来表示，在以下的式(1)中，duty

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.10 JP 2011-2466521.一种电动机驱动装置，其中，具备：逆变器，将从直流电源经由直流母线输入的直流电力转换成三相交流电力而向电动机输出；逆变器控制单元，具有在电角1个周期期间将正负单脉冲的矩形波电压作为门极驱动信号而对与各相对应的开关元件施加的单脉冲控制模式，所述逆变器控制单元在|duty|为规定的阈值以上的情况下，执行在所述矩形波电压的上升沿时及下降沿时、以规定的相位角宽度使占空比逐渐增加或减...

【专利技术属性】
技术研发人员：相场谦一，渡边恭平，鹰繁贵之，
申请(专利权)人：三菱重工汽车空调系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP