电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置制造方法及图纸

在具有两个逆变器的电力转换装置中，降低对某相的绕组进行通电时在其他相的绕组中感应出的感应电流。实施方式的电力转换装置(100)将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达(200)提供的电力，n为3以上的整数。电力转换装置(100)具有：第1逆变器(110)，其与马达(200)的各相的绕组的一端连接；第2逆变器(140)，其与各相的绕组的另一端连接；以及控制电路(300)，其对第1和第2逆变器(110、140)的动作进行控制。n相的绕组包含第1相的绕组和第2相的绕组，控制电路(300)将用于降低由于向第1相的绕组通电而在第2相的绕组中感应出的感应电流的校正波叠加在用于第2相的绕组的通电的基波上。

Electric power conversion device, motor drive unit and electric power steering device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置
本公开涉及将来自电源的电力转换为向电动马达提供的电力的电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置。
技术介绍
无刷DC马达和交流同步马达等电动马达(以下，简记为“马达”)通常由三相电流进行驱动。为了准确地控制三相电流的波形，使用矢量控制等复杂的控制技术。在这样的控制技术中，需要高级的数学运算，使用微控制器(微型计算机)等数字运算电路。矢量控制技术在马达的负载变动大的用途、例如洗衣机、电动助力自行车、电动滑板车、电动助力转向装置、电动汽车、工业设备等领域中被加以利用。一般情况下，马达具有转子和定子。例如，在转子中，沿着其圆周方向排列有多个永磁铁。定子具有多个绕组。在具有永磁铁的马达中，在永磁铁与绕组之间产生扭矩纹波。专利文献1公开了以下技术：生成作为与扭矩纹波的6次谐波成分为反相的正弦波的纹波校正波，将该纹波校正波叠加在基波上。根据专利文献1，通过将纹波校正波叠加在基波上，能够降低扭矩纹波。在车载领域中，在车辆中使用汽车用电子控制单元(ECU：ElectricalControlUnit)。ECU具有微控制器、电源、输入和输出电路、AD转换器、负载驱动电路以及ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)等。以ECU为核心来构建电子控制系统。例如，ECU处理来自传感器的信号，控制马达等致动器。具体说明的话，ECU监视马达的转速和扭矩，同时控制电力转换装置中的逆变器。在ECU的控制下，电力转换装置对向马达提供的驱动电力进行转换。近年来，开发了马达、电力转换装置以及ECU一体化的机电一体型马达。特别是在车载领域中，从安全性的观点出发，要求保证高品质。因此，引入了即使在部件的一部分发生了故障的情况下也能够继续进行安全动作的冗余设计。作为冗余设计的一例，研究了针对一个马达设置有两个电力转换装置的设计。作为另一例，研究了在主微控制器中设置有备用微控制器的设计。例如，在专利文献2中，公开了一种电力转换装置，其具有控制部和两个逆变器，对向三相马达提供的电力进行转换。两个逆变器分别与电源和接地端(以下，记作“GND”)连接。一个逆变器与马达的三相的绕组的一端连接，另一个逆变器与三相的绕组的另一端连接。各逆变器具有由三个支路构成的桥式电路，该三个支路各自包含高侧开关元件和低侧开关元件。控制部在检测到两个逆变器中的开关元件的故障的情况下，将马达控制从正常时的控制切换为异常时的控制。在异常时的控制中，例如，按照规定的规则对包含发生了故障的开关元件的逆变器的开关元件进行接通和断开，由此构成绕组的中性点。然后，使用正常的逆变器继续进行马达驱动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-239681号公报专利文献2：日本特开2014-192950号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题要求进一步提高上述那样的具有两个逆变器的装置中的马达的驱动控制。在本公开的实施方式中，在具有两个逆变器的电力转换装置中，降低对某相的绕组进行通电时在其他相的绕组中感应出的感应电流。用于解决课题的手段本公开的例示的电力转换装置将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，所述电力转换装置具有：第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接；第2逆变器，其与所述各相的绕组的另一端连接；以及控制电路，其对所述第1逆变器和所述第2逆变器的动作进行控制，所述n相的绕组包含第1相的绕组和第2相的绕组，所述控制电路将用于降低由于向所述第1相的绕组通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流的校正波叠加在用于所述第2相的绕组的通电的基波上。专利技术效果根据本公开的实施方式，在具有两个逆变器的电力转换装置中，能够降低对某相的绕组进行通电时在其他相的绕组中感应出的感应电流。附图说明图1是示出实施方式的电力转换装置的电路结构的示意图。图2是示出实施方式的电力转换装置所具有的H桥的图。图3是示出实施方式的电力转换装置所具有的H桥的图。图4是示出实施方式的电力转换装置所具有的H桥的图。图5是示出具有实施方式的电力转换装置的马达驱动单元的框图。图6是示出实施方式的对按照三相通电控制来控制电力转换装置时在马达的U相、V相以及W相的各绕组中流动的电流值进行标绘而取得的电流波形的图。图7是示出实施方式的降低感应电流的处理的一例的框图。图8是示出实施方式的降低感应电流的处理的另一例的框图。图9是示出实施方式的降低感应电流的处理的又一例的框图。图10是示出实施方式的降低感应电流的处理的又一例的框图。图11是示出实施方式的降低感应电流的处理的又一例的框图。图12是示出实施方式的降低感应电流的处理的又一例的框图。图13是示出实施方式的降低感应电流的处理的模拟结果的图。图14是示出实施方式的降低感应电流的处理的模拟结果的图。图15是示出实施方式的对马达进行通电时的感应电流的图。图16是示出实施方式的电动助力转向装置的示意图。具体实施方式在对本公开的实施方式进行说明之前，对作为本公开的基础的本申请专利技术人的见解进行说明。本申请专利技术人在研究具有两个逆变器的独立接线方式的电力转换装置的过程中，发现了：在对某相的绕组进行通电时，即使没有永磁铁的高次谐波成分，也会在未通电的其他相的绕组中产生不需要的感应电流。本申请专利技术人通过实验发现了：在独立接线方式中，在对某相的绕组进行通电时，在未通电的其他相的绕组中产生同相成分的纹波。作为不需要的感应电流的高次谐波成为零相电流(同相电流)，成为零相电流损失(铜损)、噪声。因此，为了抑制对通电的相以外的影响，要求降低不需要的高次谐波。以下，参照附图对本公开的电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置的实施方式进行详细说明。但是，有时省略超出所需的详细说明，有时省略对公知的事项的详细说明或对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。在本说明书中，以对向具有三相(U相、V相、W相)的绕组的三相马达提供的电力进行转换的电力转换装置为例，对本公开的实施方式进行说明，但是，对向具有四相和五相等n相(n为3以上的整数)的绕组的n相马达提供的电力进行转换的电力转换装置也属于本公开的范畴。(实施方式1)图1示意性地示出了本实施方式的电力转换装置100的电路结构。电力转换装置100具有第1逆变器110和第2逆变器140。另外，电力转换装置100具有图5所示的控制电路300。电力转换装置100能够对向各种马达提供的电力进行转换。马达200例如是三相交流马达。马达200具有U相的绕组M1、V相的绕组M2以及W相的绕组M3，该马达200与第1逆变器110和第2逆变器140连接。具体说明的话，第1逆变器110与马达200的各相的绕组的一端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，其将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，/n所述电力转换装置具有：/n第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接；/n第2逆变器，其与所述各相的绕组的另一端连接；以及/n控制电路，其对所述第1逆变器和所述第2逆变器的动作进行控制，/n所述n相的绕组包含第1相的绕组和第2相的绕组，/n所述控制电路将用于降低由于向所述第1相的绕组通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流的校正波叠加在用于所述第2相的绕组的通电的基波上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1895951.一种电力转换装置，其将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，
所述电力转换装置具有：
第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接；
第2逆变器，其与所述各相的绕组的另一端连接；以及
控制电路，其对所述第1逆变器和所述第2逆变器的动作进行控制，
所述n相的绕组包含第1相的绕组和第2相的绕组，
所述控制电路将用于降低由于向所述第1相的绕组通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流的校正波叠加在用于所述第2相的绕组的通电的基波上。


2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述校正波包含与在所述第2相的绕组中感应出的所述感应电流为反相的电流成分。


3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述校正波包含与在所述第2相的绕组中感应出的所述感应电流为反相的电压成分。


4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置还具有存储器，该存储器存储有示出向所述第1相的绕组提供的电流与由于向所述第1相通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流的关系的表，
所述控制电路运算与使用所述表而取得的感应电流为反相的校正波，并叠加在用于所述第2相的绕组的通电的基波上。


5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置还具有存储器，该存储器存储有示出向所述第1相的绕组提供的电流与用于降低由于向所述第1相通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流的校正波的关系的表，
所述控制电路将使用所述表而取得的校正波叠加在用于所述第2相的绕组的通电的基波上。


6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置还具有：
存储器，其存储有示出由于向所述第1相通电而在所述第2相的绕组中感应出的感应电流与...

【专利技术属性】
技术研发人员：锅师香织，北村高志，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP