本发明专利技术提供一种能够将0轴电流控制为要求值的电动机驱动装置。定子绕组由三相独立的独立绕组(210、220、230)构成的开放式绕组型电动机(200)的电动机驱动装置(逆变器装置(100))包括对设置于各个绕组(210～230)的、对对应的独立绕组单独地施加电压的多个单相逆变器(160、170、180)，和分别控制单相逆变器(160～180)的控制器(150)。控制部(150)通过交替地反复生成使对各独立绕组(210～230)的施加电压的总和为非零的值而使0轴电流偏移的第一期间、和使对各独立绕组(210～230)的施加电压的总和为零的第二期间，来将0轴电流控制为规定值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置
本专利技术涉及各相的定子绕组是彼此独立的独立绕组的开放式绕组型电动机的电动机驱动装置。
技术介绍
以往，已知各相的定子绕组是彼此独立的独立绕组的开放式绕组型电动机。开放式绕组型电动机的驱动装置能够实现输出的大容量化，另一方面，0轴电流的纹波是特有的课题。对于这样的课题，在非专利文献1中提出了称为ZCMM(ZeroCommonModeModulation：零共模调制)的方法。设电源电压为Ed时，对开放式绕组型电动机的各绕组的施加电压为{+Ed,0,-Ed}这3种水平，对电动机的三相绕组的施加电压的模式有27种模式。上述ZCMM这种方法是在将该27种模式转换为αβ0轴电压的空间矢量内，作为用作电动机施加电压的空间矢量，限制为0轴的电动机施加电压为零值的7个空间矢量的方法。此处，dq0轴坐标下的电动机电特性如下式(1)所示地表达。0轴电感(Lz)是dq轴电流的函数。将dq轴电流设为稳定值时Lz固定，0轴的电特性不受dq轴电流的干涉。式(1)中，Vd、Vq、Vz是d轴、q轴、0轴的电动机施加电压，Id、Iq、Iz是d轴电流、q轴电流、0轴电流，Ld、Lq、Lz是d轴电感、q轴电感、0轴电感，r是绕组电阻，Ea是基波感应电压，Ez是感应电压三相不平衡量，P是微分运算符。Lz是电感的不平衡量，是与Ld、Lq相比非常小的值。【数学式1】非专利文献1中记载的ZCMM中，将电动机的感应电压限定为仅有基波的情况。即，Ez总是零，用ZCMM的方法将0轴的电动机施加电压(Vz)保持为零则0轴电流也为零。现有技术文献非专利文献非专利文献1：MarkusNeubert,StefanKoschik,andRikW.DeDoncker,“PerformanceComparisonofInverterandDriveConfigurationswithOpen-EndandStar-connectedWindings”,The2014InternationalPowerElectronicsConference.
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，即使用ZCMM进行控制，在电动机的感应电压三相不平衡量Ez不是零的情况下，也发生流过用ZCMM不能控制的显著的0轴电流这样的问题。特别是永磁体式同步电动机中Ez在大多数情况下不是零。电动机正常时，显著的0轴电流会使损失恶化，因此需要控制为接近零的值。另外，在电动机发生轻度故障的状况下，有时进行停止一相的绕组的通电、以剩余的两相绕组运转的所谓两相运转。这样的情况下，为了生成更平滑的转矩需要故意将0轴电流控制为特定的值，但是在流过0轴电流的状况下不能进行该运转。用于解决课题的技术方案本专利技术是定子绕组由三相的独立的绕组构成的开放式绕组型电动机的电动机驱动装置，包括设置于每个所述绕组的、对对应的绕组单独地施加电压的多个单相逆变器；和分别控制设置于每个所述绕组的单相逆变器的控制部，所述控制部通过交替地反复生成使对各绕组的施加电压的总和为非零的值而使0轴电流偏移的第一期间、和使对各绕组的施加电压的总和为零的第二期间，来将0轴电流控制为规定值。专利技术效果根据本专利技术，在开放式绕组型电动机的电动机驱动装置中，能够将0轴电流控制为要求值。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的驱动装置的图。图2是表示单相逆变器和独立绕组的电结构的图。图3是表示栅极信号与绕组电压的关系的图。图4是表示αβ轴上的空间矢量的分布的图。图5是表示空间矢量与0轴电压的关系的图。图6是表示0轴的电特性的电路示意图的图。图7是表示0轴电流稳定波的电特性的图。图8是表示0轴电流偏移量的电特性的图。图9是表示一个载波周期中的0轴偏移量的变化的图。图10是说明0轴电流稳定波的抑制的图。图11是表示控制器的主要结构的图。图12是说明d轴电流补偿器模块的处理的图。图13是说明q轴电流补偿器模块的处理的图。图14是说明0轴电流偏移目标生成器的动作的图。图15是说明0轴电流偏移目标生成器的动作的图。图16是表示0轴电流偏移目标生成器的内部结构的图。图17是表示0轴电流偏移量的阶跃输入响应的图。图18是表示电压时间积换算模块的内部结构的图。图19是表示PWM信号发生器模块的内部结构的图。图20是表示CarrierGenerator(载波发生器)的输出规格的图。图21是表示比较值与栅极信号的对应关系的图。图22是表示αβ轴下的电压的代表例的图。图23是说明将电压矢量展开为空间矢量的方法的图。图24是表示αβ轴的区间和旋转角、对应空间矢量的图。图25是说明1个载波周期中的ZCMM用空间矢量的作用期间的图。图26是说明1个载波周期中的ZCMM用空间矢量和非ZCMM用空间矢量的作用期间的图。图27是说明1个载波周期中的空间矢量、与各电动机绕组的电压的关系的图。图28是表示绕组电压与栅极信号的关系的图。具体实施方式以下，参考附图说明本专利技术的实施方式。图1是表示本专利技术的一个实施方式的电动机驱动装置的图。图1中，交流电动机(以下仅称为电动机)200是各相的定子绕组为彼此独立的独立绕组的开放式绕组型电动机。电动机200被逆变器装置100驱动。逆变器装置100具有经由P母线端子1与未图示的蓄电池(即直流电源)的正极侧连接的P母线101、和经由N母线端子2与蓄电池的负极侧连接的N母线102。用蓄电池对P母线101与N母线102之间供给直流电压Ed。另外，在逆变器装置100与蓄电池之间相互交换直流电力。另外，也可以在逆变器装置100与蓄电池之间，设置用于与系统的工作状态相应地切换ON/OFF(通/断)的未图示的继电器。逆变器装置100具有用于与电动机200连接的AC端子3、4、5、6、7和8。通过AC端子3～8，在逆变器装置100与电动机200之间相互传递直流电力。电动机200具备机械输出轴300，通过在该机械输出轴300上连接未图示的负载，在电动机200与负载之间相互传递机械输出。在逆变器装置100的P母线101与N母线102之间，连接有用于使母线电流Id平滑化的平滑电容器110。在平滑电容器110的下游侧，3个单相逆变器160、170和180连接在P母线101与N母线102之间。在P母线101和N母线102上，从平滑电容器110直到分支至单相逆变器160的部分，对于单相逆变器160、170和180共用地使用。在各单相逆变器160～180与P母线101和N母线102之间，分别传递逆变器电流Idu、Idv、Idw。其中，逆变器电流Idu、Idv、Idw的极性，如图1所示，将从P母线101向N母线102的方向设为正极性，将与此相反的方向设为负极性。在电动机200的定子中，设置有三相的独立绕组210、220、230。U相的独立绕组210经由AC端子3、4与单相逆变器160连接。V相的独立绕组220经由AC端子5、6与单相逆变器170连接。W相的独立绕组230经由AC端子7、8与单相逆变器180连接。其中，独立绕组210、220和230是相互没有电连接、相互不流入流出电流的绕组。即，在电动机200内经由各独立绕组的电流，不经过其他独立绕组，向电动机200的外部流出。在单相逆变器160与AC端子4之间设置有电流传感器141。在单相逆变器170与AC端子6之间设置有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开放式绕组型电动机的电动机驱动装置，所述开放式绕组型电动机的定子绕组由三相的独立的绕组构成，所述电动机驱动装置的特征在于，包括：设置于每个所述绕组的、对对应的绕组单独地施加电压的多个单相逆变器；和分别控制设置于每个所述绕组的单相逆变器的控制部，所述控制部，通过交替地反复生成使对各绕组施加的电压的总和为非零的值而使0轴电流偏移的第一期间、和使对各绕组施加的电压的总和为零的第二期间，来将0轴电流控制为规定值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.06 JP 2015-0222561.一种开放式绕组型电动机的电动机驱动装置，所述开放式绕组型电动机的定子绕组由三相的独立的绕组构成，所述电动机驱动装置的特征在于，包括：设置于每个所述绕组的、对对应的绕组单独地施加电压的多个单相逆变器；和分别控制设置于每个所述绕组的单相逆变器的控制部，所述控制部，通过交替地反复生成使对各绕组施加的电压的总和为非零的值而使0轴电流偏移的第一期间、和使对各绕组施加的电压的总和为零的第二期间，来将0轴电流控制为规定值。2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：以使0轴电流的振幅小于使所述总和为零的情况下的0轴电流稳定波的振幅的方式，设定所述第一期间的偏移量。3.如权利要求2所述的电动机驱动装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：三井利贞，宫崎英树，行武正刚，星野胜洋，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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