逆变器装置及电动车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种逆变器装置以及搭载有该逆变器装置的电动车辆，该逆变器装置即便进行利用较高的逆变器输出频率的过调制驱动，也不易产生PWM的电压误差。逆变器装置(100)所具有的PWM生成器(140)根据逆变器运行状态而改变以逆变器装置(100)的输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间的PWM脉冲的导通脉冲中心的时间间隔或者断开脉冲中心的时间间隔。在电动车辆中搭载逆变器装置(100)，通过逆变器装置(100)来驱动马达(300)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种逆变器装置及电动车辆。
技术介绍
在进行PWM(脉宽调制)控制而驱动马达的逆变驱动装置中，对于逆变器的可变输出频率，大多采用使载波频率固定而进行PWM控制的异步PWM方式。因此，在逆变器输出频率变为高频率的情况下，PWM脉冲数会减少，导致逆变器的输出误差增大。此外，在逆变器的输出电压指令超过逆变器的最大输出电平(正弦波)的过调制模式时，输出电压误差会增大。尤其是以交流输出的1/2周期进行变化的正侧的电压积分(正侧电压)与负侧的电压积分(负侧电压)的不平衡是导致马达控制不稳定的主要原因。因此，业界期望对输出电压的过零附近的调制波进行调整，从而调整使得逆变器输出的正电压与负电压大致均等。在专利文献1中记载有一种将逆变器的输出电压的过零附近设为占空比50％(duty50％)而使输出电压误差处于最低限度的技术。此外，在专利文献2中记载有一种在不产生逆变器的输出误差的调制率的范围内进行逆变驱动的技术。进而，在专利文献3中记载有一种根据逆变器的输出频率来变更载波频率以使逆变器的输出误差减小的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2006-230079号公报专利文献2：日本专利特开2007-143316号公报专利文献3：日本专利特开2003-309993号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1中，在过调制模式中，在调制波为占空比100％的高电平值以及调制波为占空比0％的低电平值的过渡区间内设置调制波为占空比50％的中间电平值而输出PWM脉冲。由此，防止了调制波的斜率较为陡峭的情况下所产生的与PWM载波的交叉不连续(参考图7)而导致脉冲成分消失的现象。然而，由于在逆变器输出电压的过零附近设为占空比50％，因此该范围内的平均电压变为0V，从而存在逆变器输出降低的问题。此外，在专利文献2中，在逆变器的输出电压的过零附近调制波的斜率较为陡峭的情况下，通过利用已抑制调制率的调制波而产生PWM脉冲，来降低因电压指令与PWM信号的关系而产生的相位误差。然而，由于抑制调制率而产生PWM脉冲，因此存在逆变器输出降低的问题。此外，在专利文献3中，通过根据逆变器的输出频率来变更PWM载波频率的同步PWM来平衡逆变器的输出电压。然而，若变更载波频率，则电流检测、控制周期等的安排也必须进行调整，因此存在微型计算机等控制运算单元的负荷增大的问题。解决问题的技术手段(1)技术方案1的专利技术提供的逆变器装置的特征在于包括：PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉冲；以及逆变电路，其利用由PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来驱动马达，PWM脉冲生成部在以输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，根据马达输出要求而改变多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔以及断开脉冲的中心时间间隔中的某一方，从而生成PWM脉冲。(2)技术方案2的专利技术提供的逆变器装置的特征在于包括：PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉冲；以及逆变电路，其利用由PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来驱动马达，PWM脉冲生成部在以输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，以多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔与断开脉冲的中心时间间隔根据马达输出要求而不同的方式来生成PWM脉冲。(3)技术方案8的专利技术提供的电动车辆的特征在于包括：PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉冲；逆变电路，其利用由PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来驱动马达；以及DC/DC变换器，其对直流电压进行升压，PWM脉冲生成部在以输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，根据DC/DC变换器的输出电压而改变多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔以及断开脉冲的中心时间间隔中的某一方，从而生成PWM脉冲。专利技术的效果根据本专利技术，在采用异步PWM方式的逆变器装置中，可降低逆变电路的输出电压误差、相位误差，在马达高速转动下也可稳定地对其进行控制。附图说明图1为表示本专利技术的逆变器装置的构成的框图。图2为表示一实施方式中的调制波的波形图。图3为表示一实施方式中的过零附近的PWM的波形图。图4为表示一实施方式中的脉冲生成的波形图。图5为应用本专利技术提供的逆变器装置的电动助力转向装置的构成图。图6为应用本专利技术提供的逆变器装置的电动车辆的构成图。图7为表示以往的过零附近的波形图。具体实施方式本专利技术提供一种高输出的逆变器装置，该逆变器装置通过异步PWM控制来驱动半导体开关元件，并且，使PWM脉冲的导通时刻或断开时刻偏移以使得在逆变器输出电压的过零附近对调制波加以直线近似来平衡正侧与负侧的输出电压。下面，使用附图，对本专利技术的一实施方式进行说明。图1为表示具有本专利技术提供的逆变器装置100的马达装置500的构成的框图。马达装置500包括马达300和逆变器装置100。马达装置500适于如下用途：对马达300的转动位置传感器的安装位置误差进行检测，并在马达驱动时进行修正，由此高效地驱动马达300。逆变器装置100包括电流检测部180、电流控制部120、PWM控制部145、PWM生成器140、逆变电路110及转动位置检测部130。电池200是逆变器装置100的直流电压源，电池200的直流电压DCV由逆变器装置100的逆变电路110转换为可变电压、可变频率的3相交流并被施加至马达300。马达300是通过3相交流的供给而被转动驱动的同步马达。为了根据马达300的感应电压的相位来控制3相交流的外加电压的相位，在马达300上安装有转动位置传感器320，利用转动位置检测部130根据转动位置传感器320的输入信号来运算检测位置θs。此处，就转动位置传感器而言，虽然由铁芯和线圈构成的分解器更为合适，但可以使用GMR传感器或者使用霍耳元件的传感器。逆变器装置100具有用以控制马达300的输出的电流控制功能。电流检测部160包括：dq电流转换器160，其利用电流传感器Ict检测3相的马达电流，并输出根据3相的电流检测值(Iu、Iv、Iw)和转动位置θ而进行dq转换而得的dq电流检测值(Id'、Iq')；以及电流滤波器170，其使dq电流检测值(Id'、Iq')平滑而输出电流检测值(Id、Iq)。电流控制器120输出电压指令(Vd*、Vq*本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器装置，其特征在于，包括：PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉冲；以及逆变电路，其利用由所述PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来驱动马达，所述PWM脉冲生成部在以输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，根据所述马达输出要求而改变多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔以及断开脉冲的中心时间间隔中的某一方，从而生成PWM脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.09 JP 2013-1437871.一种逆变器装置，其特征在于，包括：
PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉
冲；以及
逆变电路，其利用由所述PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来
驱动马达，
所述PWM脉冲生成部在以输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，根据
所述马达输出要求而改变多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔以及断开脉冲的中心时间
间隔中的某一方，从而生成PWM脉冲。
2.一种逆变器装置，其特征在于，包括：
PWM脉冲生成部，其根据马达输出要求来生成用以将直流电压转换为交流电压的PWM脉
冲；以及
逆变电路，其利用由所述PWM脉冲生成部生成的PWM脉冲将直流电压转换为交流电压来
驱动马达，
所述PWM脉冲生成部在以所述输出电压的过零点为中心进行了直线近似的角度区间内，
以所述多个PWM脉冲的导通脉冲的中心时间间隔与断开脉冲的中心时间间隔根据所述马达输
出要求而不同的方式来生成PWM脉冲。
3.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述角度区间是以所述输出电压的所述过零点为基准而至少包含±30度的电角度范围
的区间。
4.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述PWM脉冲生成部根据所述马达输出要求，生成所述PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：安岛俊幸，古川公久，明円恒平，山田博之，
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