多绕组电动机驱动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的多绕组电动机驱动控制装置(1)包括：计算驱动多绕组三相电动机(5)的第1、第2逆变器(2、3)的电流，并生成用于使该电流均等的调制率指令、相位指令的调制率相位生成部(13)；根据频率指令决定每半个周期的脉冲数的脉冲数决定部(12)；存储开关模式的模式表；以及利用基于脉冲数的最合适的开关模式来控制第1、第2逆变器(2、3)的栅极信号发生器(15‑1、15‑2)，所述调制率相位生成部(13)进行使所述第1、第2逆变器(2、3)的电流均等的控制，所述控制的相位、频度根据所述脉冲数、所述调制率、所述频率指令、所述开关模式中的任一个来进行变更。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多绕组电动机驱动控制装置
本专利技术涉及一种多绕组电动机驱动控制装置，其通过多个逆变器来驱动在1台电动机内具有独立的多个绕组的多绕组电动机，并对旋转进行可变速控制。
技术介绍
当使多绕组电动机以绕组组为单位分别与多台逆变器并联连接来进行控制时，与使单绕组电动机与多台逆变器并联连接来运行时相比，具有无需为每台逆变器配置电抗器以防止横流的优点。此外，在大容量的情况下，由于能够根据负载容量来组合单位容量的逆变器，因此具有可实现逆变器开发制造的效率化和低成本化的优点。然而，采用该方法时，若流动于各绕组的电流存在不平衡，则与平衡时相比需要更大容量的逆变器，或者若电流相位变得不平衡，则会由于绕组间磁耦合引起的干扰而产生绕组间的转矩脉动等问题。为了解决该问题而公开了下述方法，其检测各绕组电流的平均与偏差，将平均值控制为指令值，将偏差控制为0，从而使各逆变器与绕组中流动的电流相等(例如，专利文献1)。此外，针对由于在开关速度慢的开关元件中无法增大PWM载波的频率而导致低次谐波残留于输出电压的问题，公开了低次谐波消除PWM，其有效利用较少的开关次数，在减少特定的低次谐波的时点进行开关(例如，非专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第2733724号公报(第[0006]、[0007]段、图1、图3)非专利文献非专利文献1：“GeneralizedTechniquesofHarmonicEliminationandVoltageControlinThyristorInverters：PartI－HarmonicElimination”(IEEETRANSACTIONSONINDUSTRYAPPLICATIONS，VOL.IA－9，NO.3，MAY/JUNE1973)(第315～316页)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，专利文献1中公开的方法是以三角波比较PWM电压为前提，为了消除逆变器间的电流振幅差和相位差，需要通过瞬间电流差进行瞬间电压修正，响应必须非常快。因此，难以在无法使载波变快的高电压大容量逆变器中实现。此外，非专利文献1中公开的方法存在如下问题：在响应比基波快的控制中，PWM的正负对称且在1/4周期处左右对称的波形受到破坏，如果以高响应来进行控制，则与载波频率高的三角波PWM相比控制容易变得不稳定。本专利技术是为解决上述问题而完成的，其目的是提供一种多绕组电动机驱动控制装置，该多绕组电动机驱动控制装置能够针对多台大容量逆变器减少谐波，高精度地进行各逆变器的电压相位、振幅不平衡的修正。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的多绕组电动机驱动控制装置包括：多个功率转换器，该多个功率转换器为驱动多绕组交流电动机而具有开关元件，并将直流电源转换成可变电压及可变频率的交流电源；以及控制部，该控制部控制功率转换器，控制部包括：输出电压控制部，该输出电压控制部计算并输出用于以所期望的旋转速度驱动多绕组交流电动机的输出电压、输出电压相位；以及PWM控制部，该PWM控制部对开关元件进行PWM控制，输出电压控制部包括：输出电压决定部，该输出电压决定部基于频率指令决定输出电压；输出电压相位计算部，该输出电压相位计算部基于频率指令对输出电压相位进行积分和计算；以及调制率相位指令生成部，该调制率相位指令生成部基于输出电压相位计算功率转换器的d轴电流、q轴电流，基于该d轴电流、q轴电流计算用于使流过多绕组交流电动机的各绕组的电流均等的功率转换器的调制率修正量、相位修正量，并基于此生成控制功率转换器的调制率指令及相位指令，PWM控制部包括：调制率运算部，该调制率运算部基于输出电压控制部所计算得到的输出电压和直流电源的直流电压来运算调制率；脉冲数决定部，该脉冲数决定部基于频率指令来决定开关元件的PWM控制中每半个周期的脉冲数；模式表，该模式表按脉冲数根据调制率的大小来存储减少了输出电压的低次谐波的开关模式；以及栅极信号发生器，该栅极信号发生器基于来自调制率运算部的调制率、来自脉冲数决定部的脉冲数以及利用输出电压控制部计算得到的输出电压相位，使用来自模式表的开关模式，来生成驱动开关元件的栅极信号，调制率相位指令生成部进行使功率转换器的电流均等的控制，且控制的相位和频度根据脉冲数、调制率、频率指令以及开关模式中的任一个进行变更。专利技术效果根据本专利技术的多绕组电动机驱动控制装置，该多绕组电动机驱动控制装置包括：调制率相位指令生成部，其生成用于使流过电动机的各绕组的电流均等的调制率指令及相位指令；脉冲数决定部，其决定PWM控制中每半个周期的脉冲数；模式表，其按脉冲数根据调制率的大小来存储减少了输出电压的低次谐波的开关模式；以及栅极信号发生器，其使用开关模式来生成驱动开关元件的栅极信号，调制率相位指令生成部进行使功率转换器的电流均等的控制，且该控制的相位和频率根据脉冲数进行变更，因此，即使是具有开关速度慢的开关元件的逆变器，也能最大限度地利用较少的开关次数，通过减少了谐波的PWM来进行控制，从而能够以高精度进行多台逆变器的电压相位、振幅不平衡的修正。附图说明图1是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的整体构成图。图2是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的构成的局部详图。图3是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的调制率相位指令生成部的构成图。图4是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的电流均等控制器的构成图。图5是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的各逆变器的脉冲模式与控制载波之间的关系的说明图。图6是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的各逆变器的脉冲模式与控制载波之间的关系的说明图。图7是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的各逆变器的低次谐波消除PWM的输出电压例。图8是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的各逆变器的开关模式相位波形图。图9是本专利技术实施方式1的多绕组电动机驱动控制装置的各逆变器的开关模式相位波形图。图10是本专利技术实施方式2的多绕组电动机驱动控制装置的调制率相位指令生成部的构成图。图11是本专利技术实施方式2的多绕组电动机驱动控制装置的电流均等控制器的构成图。图12是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的整体构成图。图13是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的整体构成图。图14是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的调制率相位指令生成部的构成图。图15是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的电流均等控制器的构成图。图16是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的电流均等控制器的构成图。图17是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的调制率相位指令生成部的构成图。图18是本专利技术实施方式3的多绕组电动机驱动控制装置的电流均等控制器的构成图。具体实施方式实施方式1.实施方式1涉及下述多绕组电动机驱动控制装置：控制部具备输出电压控制部与PWM控制部，输出电压控制部具备输出电压决定部、输出电压相位计算部、以及根据逆变器的电流来计算用于使流过多绕组交流电动机的各绕组的电流均等的调制率和相位修正量，并据此生成用于控制逆变器的调制率指令及相位指令的调制率相位指令生成部，PWM控制部具备：调制率运算部；脉冲数决定部，其根据频率指令来决定PWM控制中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多绕组电动机驱动控制装置，其特征在于，包括：多个功率转换器，该多个功率转换器为驱动多绕组交流电动机而具有开关元件，并将直流电源转换成可变电压及可变频率的交流电源；以及控制部，该控制部控制所述功率转换器，所述控制部包括：输出电压控制部，该输出电压控制部计算并输出用于以所期望的旋转速度驱动所述多绕组交流电动机的输出电压、输出电压相位；以及PWM控制部，该PWM控制部对所述开关元件进行PWM控制，所述输出电压控制部包括：输出电压决定部，该输出电压决定部基于频率指令来决定所述输出电压；输出电压相位计算部，该输出电压相位计算部基于所述频率指令对所述输出电压相位进行积分和计算；以及调制率相位指令生成部，该调制率相位指令生成部基于所述输出电压相位计算所述功率转换器的d轴电流、q轴电流，基于该d轴电流、q轴电流，计算用于使流过所述多绕组交流电动机的各绕组的电流均等的所述功率转换器的调制率修正量、相位修正量，并基于此生成控制所述功率转换器的调制率指令及相位指令，所述PWM控制部包括：调制率运算部，该调制率运算部基于所述输出电压控制部所计算得到的所述输出电压和所述直流电源的直流电压来运算调制率；脉冲数决定部，该脉冲数决定部基于所述频率指令来决定所述开关元件的PWM控制中每半个周期的脉冲数；模式表，该模式表根据所述调制率的大小按脉冲数来存储减少了所述输出电压的低次谐波的开关模式；以及栅极信号发生器，该栅极信号发生器基于来自所述调制率运算部的所述调制率、来自所述脉冲数决定部的所述脉冲数以及利用所述输出电压控制部计算得到的所述输出电压相位，使用来自所述模式表的所述开关模式，来生成驱动所述开关元件的栅极信号，所述调制率相位指令生成部进行使所述功率转换器的电流均等的控制，所述控制的相位和频度根据所述脉冲数、所述调制率、所述频率指令以及所述开关模式中的任一个来进行变更。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多绕组电动机驱动控制装置，其特征在于，包括：多个功率转换器，该多个功率转换器为驱动多绕组交流电动机而具有开关元件，并将直流电源转换成可变电压及可变频率的交流电源；以及控制部，该控制部控制所述功率转换器，所述控制部包括：输出电压控制部，该输出电压控制部计算并输出用于以所期望的旋转速度驱动所述多绕组交流电动机的输出电压、输出电压相位；以及PWM控制部，该PWM控制部对所述开关元件进行PWM控制，所述输出电压控制部包括：输出电压决定部，该输出电压决定部基于频率指令来决定所述输出电压；输出电压相位计算部，该输出电压相位计算部基于所述频率指令对所述输出电压相位进行积分和计算；以及调制率相位指令生成部，该调制率相位指令生成部基于所述输出电压相位计算所述功率转换器的d轴电流、q轴电流，基于该d轴电流、q轴电流，计算用于使流过所述多绕组交流电动机的各绕组的电流均等的所述功率转换器的调制率修正量、相位修正量，并基于此生成控制所述功率转换器的调制率指令及相位指令，所述PWM控制部包括：调制率运算部，该调制率运算部基于所述输出电压控制部所计算得到的所述输出电压和所述直流电源的直流电压来运算调制率；脉冲数决定部，该脉冲数决定部基于所述频率指令来决定所述开关元件的PWM控制中每半个周期的脉冲数；模式表，该模式表根据所述调制率的大小按脉冲数来存储减少了所述输出电压的低次谐波的开关模式；以及栅极信号发生器，该栅极信号发生器基于来自所述调制率运算部的所述调制率、来自所述脉冲数决定部的所述脉冲数以及利用所述输出电压控制部计算得到的所述输出电压相位，使用来自所述模式表的所述开关模式，来生成驱动所述开关元件的栅极信号，所述调制率相位指令生成部进行使所述功率转换器的电流均等的控制，所述控制的相位和频度根据所述脉冲数、所述调制率、所述频率指令以及所述开关模式中的任一个来进行变更。2.如权利要求1所述的多绕组电动机驱动控制装置，其特征在于，所述调制率相位指令生成部计算所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：多田惠子，冈本友里子，佐竹彰，铃木宽充，塚越昌彦，中村利孝，中村雅史，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP