旋转电机控制装置制造方法及图纸

技术编号:22570511 阅读:31 留言:0更新日期:2019-11-17 10:28
旋转电机控制装置(24)应用于旋转电机系统,旋转电机系统包括:旋转电机(21),该旋转电机具有电枢绕组(25)和励磁绕组(26);以及励磁电路(23),该励磁电路具有多个开关元件(51~54)并且根据该开关元件的接通断开来使励磁绕组通电,旋转电机系统具有发电功能和动力运行功能中的至少任意一个功能,旋转电机控制装置(24)通过使用了脉冲宽度调制的励磁电流控制对开关元件的接通断开进行控制。旋转电机控制装置(24)包括:设定部,在旋转电机动作时,该设定部基于旋转电机的状态设定脉冲宽度调制的载波信号的频率即载波频率;以及控制部,该控制部利用脉冲宽度调制对励磁电流进行控制,该脉冲宽度调制使用了由设定部设定的载波频率。

Rotating motor control device

The rotating motor control device (24) is applied to the rotating motor system, which comprises a rotating motor (21), the rotating motor having an armature winding (25) and an excitation winding (26); and an excitation circuit (23), the excitation circuit having a plurality of switching elements (51-54) and energizing the excitation winding according to the on-off of the switching element, and the rotating motor system has the power generation function and the power generation function For at least one of the force operation functions, the rotating motor control device (24) controls the switching on and off of the switching elements by using the excitation current control with pulse width modulation. The rotating motor control device (24) includes a setting unit, which sets the frequency of the pulse width modulated carrier signal, i.e. the carrier frequency, based on the state of the rotating motor when the rotating motor operates, and a control unit, which controls the excitation current by using the pulse width modulation, which uses the carrier frequency set by the setting unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机控制装置相关申请的援引本申请以2017年3月23日申请的日本专利申请号2017-058197号的申请为基础,在此援引其记载内容。
本专利技术涉及一种应用于绕组励磁式旋转电机的旋转电机控制装置。
技术介绍
在交流电动机即旋转电机中,提出了各种用于优化定子中各相的相电流的控制的技术。例如在专利文献1中,公开了以下技术:在根据施加于交流电动机的各相电压的频率即主频来设定脉冲宽度调制所使用的载波的频率即载波频率的结构中,使载波频率随着主频变高而逐级提高,并且根据交流电动机中流动的电流的振幅对主频为切换频率以下时的载波频率进行调节。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特许第6019904号公报
技术实现思路
另外,在例如以交流发电机为代表的绕组励磁式的旋转电机中,对定子中的各相的相电流进行控制,并且除了相电流以外,对在励磁绕组中流动的励磁电流进行控制,通过控制该励磁电流来调节发电输出。一般地,利用脉冲宽度调制(PWM)进行励磁电流控制。在这种情况下,作为规定值预先设定励磁电流控制的脉冲宽度调制所使用的载波的频率,利用由该载波频率确定的载波周期使构成励磁电路的开关元件接通断开。此处,在旋转电机中,存在为了改进性能的各种需要,例如与响应性相关的需要、热量降低的需要、电流波动减少的需要等。关于这点,在以往的技术中,认为由于在励磁电流控制中将脉冲宽度调制的载波频率设为恒定值,因此难以实现上述各种改进事项。并且,由于认为上述各种改进事项实现的情况各不相同,因此认为为了实现励磁电流控制的合理化,需要根据各种情况进行控制。本专利技术鉴于上述技术问题而作,其主要目的在于提供一种能在绕组励磁式旋转电机中适当控制励磁电流的旋转电机控制装置。以下,对用于解决上述技术问题的方案及其作用效果进行说明。根据第一方案,一种旋转电机控制装置,应用于旋转电机系统,所述旋转电机系统包括:旋转电机,该旋转电机具有电枢绕组和励磁绕组;以及励磁电路,该励磁电路具有多个开关元件并且根据该开关元件的接通断开来使所述励磁绕组通电,所述旋转电机系统具有发电功能和动力运行功能中的至少任意一个功能,所述旋转电机控制装置通过使用了脉冲宽度调制的励磁电流控制对所述开关元件的接通断开进行控制,所述旋转电机控制装置包括:设定部,在所述旋转电机动作时,该设定部基于所述旋转电机的状态设定所述脉冲宽度调制的载波信号的频率即载波频率;以及控制部,该控制部利用所述脉冲宽度调制对所述励磁电流进行控制,所述脉冲宽度调制使用由所述设定部设定的载波频率。根据上述结构,在旋转电机动作时,基于旋转电机的状态将励磁电流控制中的载波频率设定为可变。而且,通过使用了上述载波频率的脉冲宽度调制来控制励磁电流。在这种情况下,能够利用励磁电流控制中的载波频率的可变,适当满足与旋转电机动作时的响应性相关的需要、热量降低的需要、电流波动减少的需要等。此外,能够满足与每次的情况相对应的需要。其结果是,能够在绕组励磁式旋转电机中适当地控制励磁电流。根据第二方案,所述旋转电机能进行发电动作和动力运行动作,所述设定部在所述旋转电机的发电时和动力运行时以不同的频率设定所述载波频率,使所述动力运行时的载波频率比所述发电时的载波频率大。在旋转电机动力运行时,根据动力运行扭矩的请求值来控制励磁电流。在这种情况下,通过使动力运行时的励磁电流控制的载波频率比发电时的载波频率大,能提高动力运行扭矩的控制性。通过使载波频率变大,能在例如使励磁电流朝目标值过度变化时,使励磁电流尽快收敛到目标值而不会产生过冲。另外,当励磁电流控制中的载波频率较大时,认为励磁电路中的发热量变大。关于这点,由于在发电时和动力运行时中的发电时将载波频率设得较小,因此能减少发热带来的不良影响。根据第三方案,所述旋转电机系统是用于包括内燃机的车辆的车载系统,能够进行通常发电和再生发电,在所述通常发电中,利用所述内燃机的燃烧能量进行发电,在所述再生发电中,利用所述车辆的行驶能量进行发电,所述设定部使实施所述再生发电时的所述载波频率比实施所述通常发电时的所述载波频率大。若对通常发电时和再生发电时进行比较,认为由于再生发电时的旋转电机的发电电流更大,因此再生发电时的励磁电流更大。此处,通过使再生发电时的励磁电流控制中的载波频率变大,能减少电流波动的影响。在这种情况下,还能获得使用于电流平滑的电容器的容量变小这样的次要效果。另外,在通常发电时,旋转电机的发电电流较小,电流波动的影响程度较小。因此,较为理想的是,使励磁电流控制中的载波频率变小,实施优先考虑励磁电路中的热量降低的控制。根据第四方案,所述旋转电机系统是用于包括内燃机的车辆的车载系统,能够由动力运行动作进行所述内燃机的起动,并且能够由动力运行动作进行所述起动以外的扭矩施加,所述设定部使用于进行所述内燃机的起动的动力运行时的所述载波频率比用于进行所述起动以外的扭矩施加的动力运行时的所述载波频率大。若对由动力运行动作进行的内燃机的起动时和起动时以外的扭矩施加时进行比较,认为由于内燃机的起动时的旋转电机的转速较小,因此容易产生电流波动的影响。根据上述观点,较为理想的是,与起动以外的扭矩施加时相比,使内燃机的起动时的励磁电流控制中的载波频率更大。另外,在起动以外的扭矩施加时,旋转电机的转速较大,电流波动的影响程度较小。因此,较为理想的是,使励磁电流控制中的载波频率变小,实施优先考虑励磁电路中的热量降低的控制。此外,作为起动以外的扭矩施加,在进行内燃机的扭矩辅助的情况下,对内燃机的起动时和扭矩辅助时进行比较,认为由于起动时的旋转电机中的驱动电流较大,因此起动时的励磁电流较大。此处,通过使内燃机的起动时的励磁电流控制中的载波频率变大,能减少电流波动的影响。在这种情况下,还能获得使用于电流平滑的电容器的容量变小这样的附带效果。根据第五方案,在所述旋转电机的发电时或者动力运行时,所述设定部使所述励磁电流发生变化的过度期间的所述载波频率比所述励磁电流收敛的稳定期间的所述载波频率大。根据上述结构,在旋转电机进行发电动作或者动力运行动作的情况下,进行如下控制:在最初开始发电动作或者动力运行动作时、即励磁电流发生变化的过度期间,使励磁电流控制的载波频率变大,在励磁电流收敛后的稳定期间使励磁电流控制的载波频率变小。在上述情况下,在最初开始发电动作或者动力运行动作时,优先考虑励磁电流向目标值的收敛性而进行励磁电流控制,在收敛后,优先考虑热量降低而进行励磁电流控制。根据第六方案,所述设定部基于所述励磁电流控制中的励磁电流的目标值来设定所述载波频率。认为电流波动的影响度根据励磁电流控制中的励磁电流的大小而不同。在这种情况下,通过基于励磁电流控制中的励磁电流的目标值来设定载波频率,能够实施适当的励磁电流控制。最好使励磁电流的目标值较大时的载波频率比目标值较小时的载波频率大。根据第七方案,所述设定部基于所述旋转电机的转速来设定所述载波频率。认本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机控制装置,应用于旋转电机系统,所述旋转电机系统包括:旋转电机(21),该旋转电机具有电枢绕组(25)和励磁绕组(26);以及励磁电路(23),该励磁电路具有多个开关元件(51~54)并且根据该开关元件的接通断开来使所述励磁绕组通电,所述旋转电机系统具有发电功能和动力运行功能中的至少任意一个功能,所述旋转电机控制装置(24)通过使用了脉冲宽度调制的励磁电流控制对所述开关元件的接通断开进行控制,所述旋转电机控制装置的特征在于,包括:/n设定部,在所述旋转电机动作时,该设定部基于所述旋转电机的状态设定所述脉冲宽度调制的载波信号的频率即载波频率;以及/n控制部,该控制部利用所述脉冲宽度调制对所述励磁电流进行控制,所述脉冲宽度调制使用了由所述设定部设定的载波频率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170323 JP 2017-0581971.一种旋转电机控制装置,应用于旋转电机系统,所述旋转电机系统包括:旋转电机(21),该旋转电机具有电枢绕组(25)和励磁绕组(26);以及励磁电路(23),该励磁电路具有多个开关元件(51~54)并且根据该开关元件的接通断开来使所述励磁绕组通电,所述旋转电机系统具有发电功能和动力运行功能中的至少任意一个功能,所述旋转电机控制装置(24)通过使用了脉冲宽度调制的励磁电流控制对所述开关元件的接通断开进行控制,所述旋转电机控制装置的特征在于,包括:
设定部,在所述旋转电机动作时,该设定部基于所述旋转电机的状态设定所述脉冲宽度调制的载波信号的频率即载波频率;以及
控制部,该控制部利用所述脉冲宽度调制对所述励磁电流进行控制,所述脉冲宽度调制使用了由所述设定部设定的载波频率。


2.如权利要求1所述的旋转电机控制装置,其特征在于,
所述旋转电机能进行发电动作和动力运行动作,
所述设定部在所述旋转电机的发电时和动力运行时以不同的频率设定所述载波频率,使所述动力运行时的载波频率比所述发电时的载波频率大。


3.如权利要求1或2所述的旋转电机控制装置,其特征在于,
所述旋转电机系统是用于包括内燃机(100)的车辆的车载系统,能够进行通常发电和再生发电,在所述通常发电中,利用所述内燃机的燃烧能量进行发电,在所述再生发电中,利用所述车辆的行驶能量进行发电,
所述设定部使实施所述再生发电时的所述载波频率比实施所述通常发电时的所述载波频率大。


4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机控制装置,其特征在于,
所述旋转电机系统是用于包括内燃机(100)的车辆的车载系统,能够通过动...

【专利技术属性】
技术研发人员:多田和彦铃木拓人
申请(专利权)人:株式会社电装
类型:发明
国别省市:日本;JP

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