交流旋转电机控制装置制造方法及图纸

提供一种交流旋转电机控制装置，能够以简单的电路结构高精度地补偿实际导通占空比相对于根据指令电压而计算出的指令导通占空比的误差。交流旋转电机控制装置(1)基于串联电路中的串联连接的连接点的电位即中点电位的检测值，检测开关元件的实际导通占空比(Dr)，根据指令导通占空比(Do)与实际导通占空比(Dr)之差，计算导通占空比误差(ΔDer)，并基于导通占空比误差(ΔDer)，对电压指令或指令导通占空比(Do)进行校正。通占空比(Do)进行校正。通占空比(Do)进行校正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流旋转电机控制装置


[0001]本申请涉及交流旋转电机控制装置。

技术介绍

[0002]电动车、混合动力汽车等电动车辆搭载有作为车辆驱动源的交流旋转电机。逆变器将从直流电源供给的直流电转换为交流电，以对交流旋转电机进行供给。逆变器包括MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件。
[0003]通常，在开关元件中，由于存在导通延迟及截止延迟的延迟时间，因此如果同时进行正极侧的开关元件与负极侧的开关元件的通断的切换，则有时正极侧及负极侧的开关元件短路。为了防止该短路，在正极侧的开关元件的导通期间和负极侧的开关元件的导通期间之间，设置有截止双方的开关元件的死区时间。如果存在死区时间，则对于根据电压指令而计算出的开关元件的指令导通占空比，在实际的导通占空比中产生误差。
[0004]在专利文献1所公开的技术中，构成为为了补偿因死区时间而引起的导通占空比的误差，通过前馈控制来补偿死区时间，其中，前馈控制使用了电流控制环路的参照模型电路和电流指令值。
[0005]另外，在专利文献2所公开的技术中，构成为基于占空比指令值计算校正指令电压，基于绕组的端子电压推测检测电压，并根据该差分推测因死区时间而引起的损耗电压，通过将死区时间补偿值反馈给dq轴电流指令值，来进行死区时间补偿。现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第4681453号公报专利文献2：日本专利第6319532号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0007]然而，在专利文献1的技术中，需要决定参考模型电路的阈值。为了提高补偿精度，需要在各种条件下切换阈值，存在需要在实机上进行调整作业这样的问题。
[0008]在专利文献2的技术中，由于基于电动机的端子电压来推测检测电压，因此需要电压检测电路。为了确保检测精度，还需要用于去除外来噪声的滤波电路，存在电路规模变大的问题。此外，在检测电压的推测、损耗电压的推测中还存在运算处理的负担增加的问题。
[0009]因此，期待一种交流旋转电机控制装置，其能够以简单的电路结构高精度地补偿实际导通占空比相对于根据指令电压而计算出的指令导通占空比的误差。用于解决技术问题的技术手段
[0010]本申请所涉及的交流旋转电机控制装置是对设有n相(n为2以上的自然数)的绕组的交流旋转电机进行控制的交流旋转电机控制装置，包括：
逆变器，该逆变器与所述n相的各相相对应地设有n组串联电路，所述串联电路对与直流电源的正极侧连接的正极侧的开关元件和与所述直流电源的负极侧连接的负极侧的开关元件进行串联连接，串联连接的连接点与对应相的所述绕组相连接；中点电位检测电路，该中点电位检测电路对所述串联电路中的串联连接的连接点的电位即中点电位进行检测；控制电路，该控制电路基于电压指令或从所述电压指令计算出的指令导通占空比，来对所述开关元件进行通断控制，所述控制电路基于所述中点电位的检测值，对所述开关元件的实际导通占空比进行检测，根据所述指令导通占空比与所述实际导通占空比之差，计算导通占空比的误差，基于所述导通占空比的误差，校正所述电压指令或所述指令导通占空比。专利技术效果
[0011]根据本申请所涉及的交流旋转电机控制装置，能够基于中点电位的检测值，检测实际导通占空比，计算导通占空比的误差。而且，通过根据导通占空比的误差来校正电压指令或指令导通占空比，从而能够按照指令来使开关元件导通或截止，能够提高施加到绕组上的电压的控制精度。另外，由于使用中点电位检测电路的中点电位的检测值，因此通过简单的电路结构，能够检测导通占空比的误差。
附图说明
[0012]图1是实施方式1所涉及的交流旋转电机及交流旋转电机控制装置的简要结构图。图2是实施方式1所涉及的控制电路的框图。图3是实施方式1所涉及的控制电路的硬件结构图。图4是用于说明实施方式1所涉及的控制动作的时序图。图5是说明实施方式1所涉及的死区时间的期间中的绕组电流的正负和开关元件的通断的图。图6是说明实施方式1所涉及的绕组电流与导通占空比的误差之间的关系特性的图。图7是说明实施方式1所涉及的占空比误差特性的学习的图。图8是说明实施方式1所涉及的校正系数特性的图。图9是说明实施方式1所涉及的学习允许范围的图。图10是实施方式2所涉及的控制电路的框图。图11是说明实施方式4所涉及的时间分配的设定的图。图12是说明实施方式4所涉及的时间分配的设定的时序图。
具体实施方式
[0013]1.实施方式1参照附图对实施方式1所涉及的交流旋转电机控制装置1(下面简称为控制装置1)进行说明。图1是本实施方式所涉及的交流旋转电机2及控制装置1的简要结构图。
[0014]1‑
1.交流旋转电机
交流旋转电机2设有n相(n为2以上的自然数)的绕组。在本实施方式中，交流旋转电机2设为永磁体式的同步交流旋转电机，具有设置了n相的绕组的定子和设置了永磁体的转子。在本实施方式中，设n＝3，并设为U相、V相、W相3相。定子上设有三相绕组Cu、CV、Cw。设三相绕组Cu、Cv、Cw进行星形接线。另外，也可以设三相绕组进行三角形接线。
[0015]交流旋转电机2包括旋转传感器16，该旋转传感器16输出与转子的旋转角度相应的电信号。旋转传感器16设为霍尔元件、编码器或旋转变压器等。将旋转传感器16的输出信号输入至控制电路30。
[0016]1‑
2.控制装置1控制装置1包括逆变器20、电源电压检测电路13、电流检测电路17、中点电位检测电路18、栅极驱动电路12、冗余三相短路电路19及控制电路30。
[0017]1‑2‑
1.逆变器等逆变器20具有多个开关元件，在直流电源10和三相绕组之间进行直流交流转换。逆变器20与三相各相的绕组相对应地设置有3组串联电路(leg：支线)，该串联电路串联连接有与直流电源10的正极侧相连接的正极侧的开关元件23H(上臂)、以及与直流电源10的负极侧相连接的负极侧的开关元件23L(下臂)。逆变器20包括三个正极侧的开关元件23H和三个负极侧的开关元件23L，合计六个开关元件。而且，正极侧的开关元件23H和负极侧的开关元件23L进行串联连接的连接点与对应相的绕组相连接。
[0018]具体而言，在各相的串联电路中，正极侧的开关元件23H的集电极端子与正极侧电线14相连接，正极侧的开关元件23H的发射极端子与负极侧的开关元件23L的集电极端子相连接，负极侧的开关元件23L的发射极端子与负极侧电线15相连接。正极侧的开关元件23H和负极侧的开关元件23L的连接点与对应相的绕组相连接。
[0019]开关元件使用具有反向并联连接的二极管的功能的元件。例如，使用反向并联连接有二极管22的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、或具有反向并联连接的寄生二极管的MOSFET(Metal Oxid本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流旋转电机控制装置，该交流旋转电机控制装置对设有n相(n为2以上的自然数)的绕组的交流旋转电机进行控制，其特征在于，包括：逆变器，该逆变器与所述n相的各相相对应地设有n组串联电路，所述串联电路对与直流电源的正极侧连接的正极侧的开关元件和与所述直流电源的负极侧连接的负极侧的开关元件进行串联连接，串联连接的连接点与对应相的所述绕组相连接；中点电位检测电路，该中点电位检测电路对所述串联电路中的串联连接的连接点的电位即中点电位进行检测；以及控制电路，该控制电路基于电压指令或从所述电压指令计算出的指令导通占空比，来对所述开关元件进行通断控制，所述控制电路，基于所述中点电位的检测值，对所述开关元件的实际导通占空比进行检测，根据所述指令导通占空比与所述实际导通占空比之差，计算导通占空比误差，基于所述导通占空比误差，对所述电压指令或所述指令导通占空比进行校正。2.如权利要求1所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，还包括电流检测电路，该电流检测电路对流过各相的所述绕组的绕组电流进行检测，所述控制电路基于所述绕组电流的检测值和所述导通占空比误差，学习表示所述绕组电流与所述导通占空比误差之间的关系的占空比误差特性，并且参照所学习的所述占空比误差特性，计算与所述绕组电流的检测值相对应的所述导通占空比误差，基于所计算出的所述导通占空比误差，来对所述电压指令或所述指令导通占空比进行校正。3.如权利要求2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，所述控制电路利用一次函数来近似所述绕组电流为正时的所述占空比误差特性以及所述绕组电流为负时的所述占空比误差特性，使一次函数的系数发生变化从而进行学习。4.如权利要求2或3所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，所述控制电路在学习所述占空比误差特性时，使用与检测到所述实际导通占空比的定时相对应的所述绕组电流的检测值。5.如权利要求2或3所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，所述控制电路使用电流值作为用于学习所述占空比误差特性的所述绕组电流的检测值，所述电流值是基于与检测所述实际导通占空比的定时相对应的磁极位置对dq轴的旋转坐标系上的dq轴电流指令进行固定坐标转换和两相三相转换而得到的。6.如权利要求2至5中任一项所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，所述控制电路在所述绕组电流的检测值的绝对值为预先设定的电流阈值以上时，更新所述占空比误差特性的学习值，在所述绕组电流的检测值的绝对值小于所述电流阈值时，不更新所述占空比误差特性的学习值。7.如权利要求6所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，对于各相，在所述绕组电流的检测值的绝对值为所述电流阈值以上时，所述控制电路参照所述占空比误差特性，计算与所述绕组电流的检测值相对应的所述占空比误差，对于各相，在所述绕组电流的检测值的绝对值小于所述电流阈值时，所述控制电路参
照预先设定有所述绕组电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田信吾，榎木圭一，上冈望，正田智久，西岛良雅，大塚和彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：