本发明专利技术的电动机的控制装置通过将PWM信号输出至构成逆变器的开关元件来控制电动机的动作，该电动机的控制装置包括：电压指令生成部（21），该电压指令生成部（21）生成以逆变器输出频率（FINV）为基频的正弦波中叠加有该正弦波的3次谐波的重叠波信号，以作为电压指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）；以及PWM信号生成部（23），该PWM信号生成部（23）通过将电压指令生成部（21）所输出的电压指令、与非同步载波信号生成部22所输出的载波信号（CAR）进行振幅比较，从而生成PWM信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的控制装置及控制方法、适用该控制装置及控制方法的电动机以及车辆驱动系统
本专利技术涉及电动机的控制装置及控制方法、适用该控制装置及控制方法的电动机以及车辆驱动系统。
技术介绍
以往，对于驱动电动车的电动机的PWM逆变器控制通过多个控制模式来控制，因此在下述专利文献1中记载了如下问题：即、在多脉冲模式下进行脉冲数切换时，会因磁噪声而产生刺耳的音色变化；在三脉冲模式与单脉冲模式切换时电动机的产生转矩发生变动。此外，所谓三脉冲模式是指包含在逆变器输出电压的半周期中的脉冲数始终为三个来运用的模式，所谓单脉冲模式是指包含在逆变器输出电压的半周期中的脉冲数始终为一个来运用的模式。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2005－137200号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题为解决上述问题，在上述专利文献1中，通过组合多脉冲模式与单脉冲模式来几乎连续地控制输出电压。然而，在该专利文献1中，具有脉冲宽度调制（PWM控制）模式、非同步过调制控制模式、单脉冲控制模式这样多个控制模式，由于需要以该次序依次转移这些控制模式的模式切换控制，因此，存有如下问题：不能说输出电压的控制是完全连续的，会残留从逆变器的开关元件或电动机产生的刺耳磁噪声。另外，在专利文献1中，由于在高速区域的单脉冲模式下矩形波的电压会施加到电动机，因此认为还存在因高次谐波分量而产生的振动较大的问题。本专利技术鉴于上述情况而得以完成，其目的在于提供一种电动机的控制装置及控制方法、适用该控制装置及控制方法的电动机以及车辆驱动系统，能进一步减小刺耳的磁噪声、以及由高次谐波分量引起的振动。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述问题，达成目的，本专利技术是一种电动机的控制装置，通过对于能将所输入的直流电压转换成任意频率以及任意电压的交流电压的逆变器，将PWM信号输出至构成该逆变器的开关元件，从而来控制电动机的动作，其特征在于，包括：电压指令生成部，该电压指令生成部生成以所述逆变器的输出频率为基频的正弦波中叠加有该正弦波的三次谐波的重叠波信号以作为电压指令；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部通过将所述电压指令生成部所输出的电压指令、与规定的载波信号进行振幅比较，从而生成所述PWM信号。专利技术效果根据本专利技术，可起到能进一步降低刺耳的磁噪声以及因高次谐波分量而产生的振动的效果。附图说明图1是表示包含本实施方式所涉及的电动机的控制装置的车辆驱动系统的一个结构例的图。图2是表示现有方式下的一般的控制部的一个结构例的图。图3是说明现有方式下的脉冲模式切换动作的图。图4是将本实施方式所涉及的电动机控制概念与现有技术进行比较来说明的图。图5是表示本实施方式所涉及的控制部的一个结构例的图。图6是表示图5所示的电压指令生成部的一个结构例的图。图7是表示根据现有技术所涉及的电压指令（调制波）而生成的PWM信号波形的一个示例的图。图8是表示根据本实施方式所涉及的电压指令（调制波）而生成的PWM信号波形的一个示例的图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的电动机的控制装置及控制方法、使用该控制装置及控制方法的电动机以及车辆驱动系统进行说明。此外，本专利技术并不局限于以下示出的实施方式。图1是表示包含本实施方式所涉及的电动机的控制装置的车辆驱动系统的一个结构例的图。如图1所示，本实施方式所涉及的车辆驱动系统1包括：至少包含开关、滤波电容器、滤波电抗器的输入电路2、开关元件4a、5a、6a、4b、5b、6b，并具备：逆变器3，该逆变器3将用于驱动电动车的至少1台以上的电动机8相连接而成；以及控制部7，该控制部7分别生成并输出用于对逆变器3所具备的开关元件4a、5a、6a、4b、5b、6b进行PWM控制的PWM信号U、V、W、X、Y、Z。此外，连接于逆变器3的电动机8优选为感应电动机或同步电动机。另外，图1中，输入电路2的一端经由集电装置11与架空线10相连，另一端经由车轮13与大地电位的轨道12相连。从架空线10提供的直流电或交流电经由集电装置11输入至输入电路2的一端，并且在输入电路2的输出端生成的电力（直流电压）输入（施加）至逆变器3。逆变器3具有腿部，该腿部分别将由开关元件4a、5a、6a构成的正侧臂部（例如在U相为4a）、以及由开关元件4b、5b、6b构成的负侧臂部（例如在U相为4b）串联连接而成。也就是说，逆变器3中构成有三相桥接电路，该三相桥接电路具有3相（U相、V相、W相）的腿部。此外，开关元件4a、5a、6a、4b、5b、6b优选为内置有反并联二极管的IGBT元件或IPM元件。逆变器3通过基于从控制部7输出的开关信号（PWM信号）来对开关元件4a、5a、6a、4b、5b、6b进行PWM控制，从而将从输入电路2输入的直流电压转换成任意频率以及任意电压的交流电压，并进行输出。此外，在图1的示例中，示出了腿部数为3（3相）时的结构例，但并不限于该腿部数。接下来，对本实施方式所涉及的控制部7进行说明，但在这里，首先对现有技术所涉及的一般控制部的结构及动作进行详细说明，来与能以非常简单或简洁的结构来实现、并且具有非常优异的效果的本实施方式所涉及的控制部7进行对比。图2是表示现有技术所涉及的一般的控制部50的一个结构例的图。如图2所示，现有技术所涉及的控制部50包括：乘法器53、调整增益表54、电压指令生成部55、非同步载波信号生成部57、同步3脉冲载波信号生成部58、开关59、脉冲模式切换部60、以及具备比较器61～63及反转电路64～66的PWM信号生成部51。电压指令生成部55根据调制比PMF及控制相位角θ并基于以下的式（1）～（3）生成三相电压指令即U相电压指令Vu＊、V相电压指令Vv＊、W相电压指令Vw＊。Ｖｕ＊＝ＰＭＦＭ·ｓｉｎθ…（1）Ｖｖ＊＝ＰＭＦＭ·ｓｉｎ（θ－（2·π／3））…（2）Ｖｗ＊＝ＰＭＦＭ·ｓｉｎ（θ－（4·π／3））…（3）这里上述式（1）～（3）所含的PMFM是将调整增益表54的输出乘上调制比PMF后得到的电压指令振幅。调整增益表54用于对非同步模式以及同步3脉冲模式，修正逆变器输出电压与调制比PMF的关系不同的情况，概要如下所示。在非同步脉冲模式下，逆变器所能准确输出的最大电压（有效值）为0.612·EFC，而在同步3脉冲模式下为0.7797·EFC。也就是说，在非同步脉冲模式下，与同步3脉冲模式相比，相对于调制比PMF的逆变器输出电压变为0.7797/0.612=1.274。为了抵消这两者的差，在非同步脉冲模式下，将调制比PMF设为1.274倍，作为电压指令振幅PMFM输入至上述电压指令生成部55。另一方面，在同步脉冲模式下，将调制比PMF设为1.0倍，作为电压指令振幅PMFM输入至上述电压指令生成部55。另外，与上述各电压指令进行比较的载波信号CAR是通过脉冲模式切换部60的切换由开关59选择出的由非同步载波信号生成部57所生成的非同步载波信号A、由同步3脉冲载波信号生成部58所生成的同步3脉冲载波信号以及对单脉冲模式选出的零值C的信号。此外，同步载波信号将载波信号CAR的频率确定为逆变器输出频率FINV的函数，使得构成逆变器输出电压的脉冲数及其位置在逆变器输出电压的正侧半周期及负侧半周期中相同。另外，非同步载波信号为不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机的控制装置，通过对于能将所输入的直流电压转换成任意频率及任意电压的交流电压的逆变器，将PWM信号输出至构成该逆变器的开关元件，从而来控制电动机的动作，其特征在于，该电动机的控制装置包括：电压指令生成部，该电压指令生成部生成以所述逆变器的输出频率为基频的正弦波中叠加有该正弦波的3次谐波的重叠波信号，以作为电压指令；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部通过将所述电压指令生成部所输出的电压指令、与规定的载波信号进行振幅比较，从而生成所述PWM信号，所述PWM信号生成部在所述电动机的整个控制区域，输入有非同步的载波信号，所述PWM信号生成部在所述电动机的整个控制区域，生成并输出在逆变器输出电压的半周期中包含多个脉冲的PWM信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的控制装置，通过对于能将所输入的直流电压转换成任意频率及任意电压的交流电压的逆变器，将PWM信号输出至构成该逆变器的开关元件，从而来控制电动机的动作，其特征在于，该电动机的控制装置包括：电压指令生成部，该电压指令生成部生成以所述逆变器的输出频率为基频的正弦波中叠加有该正弦波的3次谐波的重叠波信号，以作为电压指令；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部通过将所述电压指令生成部所输出的电压指令、与规定的载波信号进行振幅比较，从而生成所述PWM信号，所述PWM信号生成部在所述电动机的整个控制区域，输入有非同步的载波信号，所述PWM信号生成部在所述电动机的整个控制区域，生成并输出在逆变器输出电压的半周期中包含多个脉冲的PWM信号。2.如权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，所述电压指令生成部包括：3次谐波生成部，该3次谐波生成部根据所述逆变器的输出频率生成该输出频率的3次谐波；以及调制波生成部，该调制波生成部基于所述逆变器的输出频率、所述3次谐波、调制比以及控制相位角来生成所述电压指令。3.如权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，所述开关元件及与该开关元件进行反并联连接的二极管元...
【专利技术属性】
技术研发人员：横堤良，村端章浩，
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
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