功率转换装置及其控制方法、电动助力转向控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种将用于检测动作中的母线电流的控制考虑在内，来抑制母线电流的变动量并减少功耗的功率转换装置。构成为在基于开关信号进行的功率转换部的控制过程中，在交流旋转电机为动力运行状态的情况下，形成在检测母线电流的时刻成为动力模式的电压矢量，并且在交流旋转电机为再生运行状态的情况下，形成在检测母线电流的时刻成为再生模式的电压矢量，由此因减少母线电流的变动产生的功耗。

Power conversion device, control method thereof, and electric power assisted steering control device

The present invention provides a power conversion device that takes into consideration the control of bus current in an operation, to suppress the variation of bus current and to reduce power consumption. In a process of power conversion based on the control signal of the switch part, the AC rotary motor as power operation condition, forming a voltage vector dynamic model in the detection of bus current moment, and AC rotary motor regeneration operation condition, forming a regeneration mode in the detection of voltage vector bus current moment, thus reduce the bus power consumption caused by the changes of the current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置及其控制方法、电动助力转向控制装置
本专利技术涉及功率转换装置等，尤其涉及动作中的母线电流的检测。
技术介绍
在下述专利文献1的车辆用转向装置中，通过使得用于生成各相PWM(脉宽调制)信号的锯齿波的相位相错开，并使得各相PWM信号向低电平下降的时刻错开，从而能够基于电流传感器在V相PWM信号向低电平下降起到经过时间T1为止的期间的输出信号，来获得流过电动机的U相电流的值。并且，基于电流传感器在W相PWM信号向低电平下降起到经过时间T2为止的期间的输出信号，可获得流过电动机的U相电流和V相电流的合计电流值。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2007－112416号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述专利文献1的车辆用转向装置中，使得用于生成各相PWM信号的锯齿波的相位错开，从而实现了在检测母线电流的时刻得到1相变为导通的电压矢量或2相变为导通的电压矢量。由此，能够基于母线电流检测出各相电流，但由于错开载波来生成PWM信号，因此，上升顺序被固定为预先设定的顺序。例如，根据电动机角度的不同有时会按最小相、中间相、最大相的顺序来上升，尽管电动机处于动力运行状态，但在基于母线电流进行检测的时刻仍会成为电流从电动机流向电源的状态(以下称为再生模式)，从而功耗变大。并且，有时也会按最大相、中间相、最小相的顺序来上升，尽管电动机处于再生运行状态，但在基于母线电流进行检测的时刻仍会成为电流从电源流向电动机的状态(以下称为动力模式)，从而功耗变大。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种将用于检测动作中的母线电流的控制考虑在内，抑制母线电流的变动量并减少功耗的功率转换装置等。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的功率转换装置包括：具有三相以上的多相绕组的交流旋转电机；输出直流电压的直流电源部；基于用于所述交流旋转电机的来自外部的控制指令来运算电压指令的电压指令运算部；输出与对应于所述电压指令的至少两个电压矢量相对应的开关信号的开关信号生成部；基于所述开关信号，将来自所述直流电源部的所述直流电压转换成交流电压并提供给所述交流旋转电机的功率转换部；检测在所述直流电源部与所述功率转换部之间流动的电流即母线电流的电流检测部；以及基于所述母线电流来运算流过所述交流旋转电机的多相绕组的相电流的相电流运算部，所述电流检测部在根据所述开关信号输出所述两个电压矢量的时刻，检测母线电流，所述开关信号生成部在所述交流旋转电机为动力运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流的时刻，输出与从所述直流电源部向所述交流旋转电机进行通电的电压矢量相对应的开关信号。专利技术效果本专利技术能够提供一种将用于检测动作中的母线电流的控制考虑在内，抑制母线电流的变动量并减少功耗的功率转换装置等。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置的整体结构的图。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中开关信号、电压矢量、以及流过三相绕组的电流间的关系的一个示例的图。图3是表示本专利技术所涉及的电压矢量和交流旋转电机的三相绕组的相方向的关系的图。图4是表示图1的交流旋转电机的转子的基本结构的一个示例的图。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的一个示例的动作说明图。图6是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的另一个示例的动作说明图。图7是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的另一个示例的动作说明图。图8是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的另一个示例的动作说明图。图9是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的另一个示例的动作说明图。图10是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的另一个示例的动作说明图。图11是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置的变形例中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、以及电压矢量的动作说明图。图12是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，开关信号生成部中的开关信号、电流检测部中母线电流的检测时刻、电压矢量、以及母线电流的一个示例的动作说明图。图13是表示相对于图12的比较例的动作说明图。图14是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中将dq轴电流作为轴的平面上的电流矢量的图。图15是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中相位角θβ为0deg时的三相电流的图。图16是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中相位角θβ为0deg时两个电压矢量的可设定范围的图。图17是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，在相位角θβ为0deg时，为了在电气角的一个周期且在动力运行状态下以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最小电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的可设定范围和电压矢量的一个示例的图。图18是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，在相位角θβ为0deg时，为了在电气角的一个周期且在动力运行状态下以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最大电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的可设定范围和电压矢量的一个示例的图。图19是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中相位角θβ为45deg时的三相电流的图。图20是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中相位角θβ为45deg时两个电压矢量的可设定范围的图。图21是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，在相位角θβ为45deg时，为了在电气角的一个周期且在动力运行状态下以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最小电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的可设定范围和电压矢量的一个示例的图。图22是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，在相位角θβ为45deg时，为了在电气角的一个周期且在动力运行状态以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最大电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的可设定范围和电压矢量的一个示例的图。图23是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，为了在相位角θβ为0～45deg间的所有角度下且在动力运行状态下以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最小电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的选择的一个示例的图。图24是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中，为了在相位角θβ为0～45deg间的所有角度下且在动力运行状态下，以两个电压矢量进行电流检测时成为动力模式，以最大电气角实施了两个电压矢量的组合的切换的情况下，两个电压矢量的选择的一个示例的图。图25是表示本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置中相位角θβ为180de本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换装置，其特征在于，包括：具有三相以上的多相绕组的交流旋转电机；输出直流电压的直流电源部；基于用于所述交流旋转电机的来自外部的控制指令来运算电压指令的电压指令运算部；输出与对应于所述电压指令的至少两个电压矢量相对应的开关信号的开关信号生成部；基于所述开关信号，将来自所述直流电源部的所述直流电压转换成交流电压并提供给所述交流旋转电机的功率转换部；检测在所述直流电源部与所述功率转换部之间流动的电流即母线电流的电流检测部；以及基于所述母线电流来运算流过所述交流旋转电机的多相绕组的相电流的相电流运算部，所述电流检测部在根据所述开关信号输出所述两个电压矢量的时刻检测母线电流，所述开关信号生成部在所述交流旋转电机为动力运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流的时刻，输出与从所述直流电源部向所述交流旋转电机进行通电的电压矢量相对应的开关信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：具有三相以上的多相绕组的交流旋转电机；输出直流电压的直流电源部；基于用于所述交流旋转电机的来自外部的控制指令来运算电压指令的电压指令运算部；输出与对应于所述电压指令的至少两个电压矢量相对应的开关信号的开关信号生成部；基于所述开关信号，将来自所述直流电源部的所述直流电压转换成交流电压并提供给所述交流旋转电机的功率转换部；检测在所述直流电源部与所述功率转换部之间流动的电流即母线电流的电流检测部；以及基于所述母线电流来运算流过所述交流旋转电机的多相绕组的相电流的相电流运算部，所述电流检测部在根据所述开关信号输出所述两个电压矢量的时刻检测母线电流，所述开关信号生成部在所述交流旋转电机为动力运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流的时刻，输出与从所述直流电源部向所述交流旋转电机进行通电的电压矢量相对应的开关信号。2.一种功率转换装置，其特征在于，包括：具有三相以上的多相绕组的交流旋转电机；输出直流电压的直流电源部；基于用于所述交流旋转电机的来自外部的控制指令来运算电压指令的电压指令运算部；输出与对应于所述电压指令的至少两个电压矢量相对应的开关信号的开关信号生成部；基于所述开关信号，将所述交流旋转电机的电动势转换成直流电并提供给所述直流电源部的功率转换部；检测在所述直流电源部与所述功率转换部之间流动的电流即母线电流的电流检测部；以及基于所述母线电流来运算流过所述交流旋转电机的多相绕组的相电流的相电流运算部，所述电流检测部在根据所述开关信号输出所述两个电压矢量的时刻检测母线电流，所述开关信号生成部在所述交流旋转电机为再生运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流的时刻，输出与从所述交流旋转电机向所述直流电源部进行通电的电压矢量相对应的开关信号。3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，所述功率转换部基于所述开关信号，在动力运行状态的情况下将来自所述直流电源部的所述直流电压转换成交流电压并提供给所述交流旋转电机，在再生运行状态的情况下将所述交流旋转电机的电动势转换成直流电并提供给所述直流电源部，所述开关信号生成部在所述交流旋转电机为再生运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流的时刻，输出与从所述交流旋转电机向所述直流电源部进行通电的电压矢量相对应的开关信号，在所述交流旋转电机为动力运行状态的情况下利用所述电流检测部检测所述母线电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川晃，森辰也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP