旋转电机控制装置制造方法及图纸

减少在切换调制方式时所产生的瞬态电流的影响。在根据至少包含旋转电机(80)的旋转速度(ω)的动作条件来切换调制方式的旋转电机控制装置(2)在基于不与旋转电机(80)的旋转同步的第一载波频率(cf1)的载波来生成调制脉冲的非同步调制(ASYNC_MOD)和与旋转电机(80)的旋转同步地生成调制脉冲的同步调制(SYNC_MOD)之间切换调制方式的情况下，经过基于比第一载波频率(cf1)高频率的第二载波频率(cf2)来生成调制脉冲的高频非同步调制(HF_ASYNC_MOD)切换调制方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机控制装置
本专利技术涉及经由在直流电力和多相交流电力之间进行电力转换的逆变器来控制交流的旋转电机的旋转电机控制装置。
技术介绍
在直流与交流的转换时，在多数情况下，利用使用了半导体开关元件的逆变器。作为将直流电力转换为交流电力时的调制方式，已知有脉冲宽度调制(PulseWidthModulation)。在脉冲宽度调制中，基于作为指令值的交流波形(例如交流电压波形)的振幅与三角波(包括锯齿波)状的载波的波形的振幅的大小关系来生成脉冲。也有不依赖于与载波的比较而通过数字运算直接生成脉冲的情况，但在该情况下，作为指令值的交流波形的振幅与虚拟的载波波形的振幅也具有相关关系。脉冲宽度调制包含正弦波脉冲宽度调制(SPWM:SinusoidalPWM)、空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM:SpaceVectorPWM)等。在这些调制方式中，载波例如根据微型计算机的运算周期、电子电路的动作周期等控制装置的控制周期来确定。换句话说，即使在多相交流电力利用于交流的旋转电机等的驱动的情况下，载波也具有与旋转电机的旋转速度、旋转角度(电角度)没有直接相关关系的周期。载波、基于载波生成的各脉冲都与旋转电机的旋转不同步。因此，有将正弦波脉冲宽度调制、空间矢量脉冲宽度调制等调制方式称为“非同步调制方式”的情况。与此相对，能够将利用了与旋转电机的旋转同步的脉冲的调制方式称为“同步调制方式”。例如旋转电机的电角度的每一个周期输出一个脉冲的矩形波调制(1脉冲调制)是同步调制方式。只要与旋转电机的旋转同步，对于脉冲数而言，也可以电角度的一个周期输出多个，作为同步调制方式，也能够实施与旋转电机的旋转同步地输出多个脉冲的多脉冲调制。多脉冲调制能够采用5脉冲调制、7脉冲调制、9脉冲调制等。这些调制方式根据旋转电机的要求转矩、旋转速度等动作条件来选择。在旋转电机动作中，要求转矩、旋转速度发生了变化的情况下，也有切换调制方式的情况。如日本特开2013－132135公报(专利文献1)所记载的那样，在调制方式从非同步调制方式向同步调制方式切换时，存在流过瞬态电流的情况(例如第25～35段等)。在专利文献1中，为了防止该瞬时的瞬态电流超过过电流判定阈值，而限制旋转电机的输出，而延时输出限制的判定。然而，对构成逆变器的半导体开关元件要求针对该瞬态电流的耐性。若选定具有这样的特性的半导体开关元件，则会妨碍逆变器的小型化，另外也难以减少成本。因此，优选使由于这样的瞬态电流的影响而增大的交流电流的最大值(绝对值)降低。专利文献1:日本特开2013－132135号公报
技术实现思路
鉴于上述背景，希望提供一种降低受到切换非同步调制和同步调制时所产生的瞬态电流的影响的交流电流的绝对值的最大值的技术。作为一个方式，鉴于上述的经由在直流电力和多相交流电力之间进行电力转换的逆变器来控制交流的旋转电机的旋转电机控制装置，根据至少包含上述旋转电机的旋转速度的上述旋转电机的动作条件来切换非同步调制和同步调制，其中上述非同步调制通过基于具有与上述旋转电机的旋转不同步的第一载波频率的载波生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，上述同步调制通过与上述旋转电机的旋转同步地生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，在上述非同步调制和上述同步调制之间切换调制方式的情况下，经过基于比上述第一载波频率高的频率亦即第二载波频率生成调制脉冲的高频非同步调制来切换调制方式。在非同步调制中成为生成调制脉冲的基准的载波的频率相对较低的情况下，由于在从直流向交流转换时分辨率相对降低，所以与载波的频率相对较高的情况相比，交流的电流中的脉动(纹波)增大。若在因这样的脉动成分交流电流的绝对值增大的相位，重叠由调制方式的切换引起的瞬态电流，则存在交流电流的绝对值进一步增大的可能性。另外，由于在非同步调制中，交流电压、交流电流的相位和调制脉冲的相位根据交流的各周期而不同，所以交流电压、交流电流的波形也不稳定。换言之，即使是多相的各相，进一步而言即使是同一相，也有按照每个周期交流电流的最大振幅不同的情况。若在交流电流的最大振幅增大的周期，在波形的峰值的附近重叠瞬态电流，则交流电流的绝对值增大。但是，若如本结构这样，在切换调制方式时，执行提高载波的频率的高频非同步调制，则由于从直流向交流的转换时的分辨率也升高，所以如上述那样的脉动也减少，交流电流的波形也更加稳定。其结果，能够降低受到切换非同步调制和同步调制时所产生的瞬态电流的影响的交流电流的绝对值的最大值。进一步的特征和优点根据参照附图进行说明的有关旋转电机控制装置的实施方式的以下的记载变得明确。附图说明图1是示意性地表示包含旋转电机控制装置的系统结构的框图。图2是示意性地表示旋转速度以及转矩与调制方式的关系的图。图3是具体地表示旋转速度以及转矩与调制方式的关系的一个例子的图。图4是表示非同步调制脉冲与3相电流的关系的一个例子的波形图。图5是表示同步调制脉冲与3相电流的关系的一个例子的波形图。图6是表示从非同步调制向同步调制的迁移的一个例子的波形图。图7是表示从非同步调制向同步调制迁移时的电压相位矢量的一个例子的说明图。图8是表示调制方式的迁移的一个例子的说明图。图9是表示切换调制方式的优选的电压相位的一个例子的波形图。图10是表示经过高频非同步调制来切换调制方式的例子的波形图。图11是表示以优选的电压相位切换调制方式的例子的波形图。图12是表示切换调制方式的电压相位与交流电流的峰值的关系的波形图。图13是表示经过高频非同步调制并以优选的电压相位切换调制方式的例子的波形图。图14是表示切换调制方式的一般的例子的状态迁移图。图15是表示经过高频非同步调制来切换调制方式的例子的状态迁移图。图16是表示以优选的电压相位切换调制方式的例子的状态迁移图。图17是表示经过高频非同步调制并以优选的电压相位切换调制方式的例子的状态迁移图。图18是表示调制频率与高频非同步控制的执行时间的关系的一个例子的图。具体实施方式以下，基于附图对本实施方式的旋转电机控制装置进行说明。图1的框图示意性地示出包含旋转电机控制装置的系统结构。在本实施方式中，旋转电机80例如是成为混合动力汽车、电动汽车等车辆的驱动力源的旋转电机。旋转电机80是通过多相交流(这里是3相交流)动作的旋转电机，既能够作为电动机发挥功能，也能够作为发电机发挥功能。如后述那样，旋转电机80经由逆变器10将来自高压电池11(直流电源)的电力转换为动力(电力运行)。或者，旋转电机80例如将从未图示的内燃机、车轮传递的旋转驱动力转换为电力，并经由逆变器10对高压电池11充电(再生)。如图1所示，旋转电机控制装置2(M/GController)以具备逆变器10的旋转电机驱动装置1为控制对象，经由旋转电机驱动装置1对交流的旋转电机80进行驱动控制。逆变器10是在直流电力(高压电池11)与多相交流电力之间进行电力转换的电气电路。即，旋转电机控制装置2是经由逆变器10控制交流的旋转电机80的控制装置。在本实施方式中，旋转电机控制装置2通过微型计算机、DSP(DigitalSignalProcessor：数字信号处理器)等逻辑运算处理器等硬件与程序、参数等软件的配合来实现。当然，旋转电机控制装置2也可以由以逻辑电路等电子电路为核心的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机控制装置，是经由在直流电力和多相交流电力之间进行电力转换的逆变器来控制交流的旋转电机的旋转电机控制装置，根据至少包含上述旋转电机的旋转速度的上述旋转电机的动作条件来切换非同步调制和同步调制，其中，上述非同步调制通过基于具有与上述旋转电机的旋转不同步的第一载波频率的载波生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，上述同步调制通过与上述旋转电机的旋转同步地生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，在上述非同步调制和上述同步调制之间切换调制方式的情况下，经过基于比上述第一载波频率高的频率亦即第二载波频率生成调制脉冲的高频非同步调制来切换调制方式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.05 JP 2015-1151581.一种旋转电机控制装置，是经由在直流电力和多相交流电力之间进行电力转换的逆变器来控制交流的旋转电机的旋转电机控制装置，根据至少包含上述旋转电机的旋转速度的上述旋转电机的动作条件来切换非同步调制和同步调制，其中，上述非同步调制通过基于具有与上述旋转电机的旋转不同步的第一载波频率的载波生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，上述同步调制通过与上述旋转电机的旋转同步地生成的调制脉冲来对上述逆变器进行开关控制，在上述非同步调制和上述同步调制之间切换调制方式的情况下，经过基于比上述第一载波频率高的频率亦即第二载波频率生成调制脉冲的高频非同步调制来切换调制方式。2.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，上述同步调制的调制脉冲具有与上述旋转电机的旋转速度相应的频率，上述第二载波频率基于切换调制方式时的该同步调制的调制脉冲的频率来设定。3.根据权利要求2所述的旋转电机控制装置，其中，上述第二载波频率根据以下条件下的上述同步调制的调制脉冲的频率来设定，该条件为，对上述逆变器的直流侧端子施加最大额定电压，且上述旋转电机输出最大额定转矩，上述旋转电机的旋转速度为能够输出上述最大额定转矩的范围的最高旋转速度。4.根据权利要求2所述的旋转电...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉塔·萨哈，佐藤靖之，全宰德，杉山裕树，
申请(专利权)人：爱信艾达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP