提供一种装置以控制三相ＡＣ电动机，并且该装置包括逆变器和控制器。该逆变器响应三相ＰＷＭ指令给电动机供电。控制电路基于两种调制技术控制逆变器，该两种调制技术依据表示电动机运行状态的信息选择性地从一种切换到另一种。一种调制技术给定ＰＷＭ指令为第一两相调制，该第一两相调制使得每个相电压以２π／３电角度的时间间隔依次被固定在预先指定的电压电平上。另一种调制技术给定ＰＷＭ指令为第二两相调制，该第二两相调制使得每个相电压以π／３电角度的时间间隔依次被固定在预先指定的电压电平上。该切换可在两相和三相调制之间进行或者可考虑到开关元件上的温度而进行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于两相调制技术控制三相AC(交流)电动机的装置。
技术介绍
相关申请的交叉参考本申请涉及并且结合2004年2月10日提交的申请号为2004-33965的日本专利申请以及2004年2月12日提交的专利号为2004-35529日本专利申请作为参考。在电子式电动机的各种应用中，减小在电动机中引起的损耗的更高需求增加，部分是由于环境问题。这对运行三相AC电动机的PWM(pulse widthmodulation，脉宽调制)逆变器也是成立的。三相AC电动机的PWM控制通常基于三相调制技术。然而，PWM控制的一个新近趋势是采用分成两种类型的两相调制技术。一类两相调制技术是“π/3固定型”(π/3-fixing type)(有时称作“固定相60度转换型，fixed-phase 60-degree switchover type)，该技术是受某些参考文献的教导的。两相调制技术所采用的事实是电动机电流依据相对相电压(phase-to-phase voltage)，而不是依据相电压。因此，对逆变器这样进行驱动，在相对相电压保持在预先指定的电压的情况下使得指定给每相的开关元件导通一段指定时间，以便在与电角度π/3(60度)对应的一段时间内将其相电压固定在高电源电压电平或者低电源电压电平。对于三相U、V和W中每相依次将电压固定在预先指定的电源电压电平，这样由于在逆变器中的开关所引起的损耗(swithching loss，开关损耗)可以被减小。另一类型的两相调制技术称作“2π/3固定型”(有时称作“固定相120度转换型)，其由例如日本专利号2577738以及日本专利公开号11-262269进行教导。在这些公开文献中，每个相电压被固定在高或者低电源电压电平一段指定时间间隔，该时间间隔与2π/3(120度)的电角度对应，并且依次对每相U、V、W均执行这种相位控制，以减小逆变器中的开关损耗。前述专利公开中的附加配置将基于两相调制停止运行电动机，并且取而代之，如果每个相电压的幅值较小时，将施加三相电压到电动机上。上述电动机经常被用作运行电动车辆，电力和汽油混合动力车辆以及其他的电动机。这种电动机必须在由分配给电动机的转矩和转数的两条轴线所定义的二维电动机输出坐标系的四个象限中运行。根据这种需要，上述的“2π/3固定型”是不够的，这是因为开关损耗在表示更高速度和更大转矩的某些运行范围内不能完全被抑制。在上述“π/3固定型”的情况下，每个所固定的相的固定时间周期和流过每相的相电流的正负峰值都互相同步。与“2π/3固定型”相比较，因此开关损耗得到了更高的抑制。然而，必须指出的是，当输出电压幅值较小时，所固定的相的转换定时容易出现错误，由此不能保持电动机良好控制的两相调制的运行。另外，三相调制驱动和基于“2π/3固定型”的两相调制驱动之间的上述转换不一定总是良好地运行。这是因为三相电压产生与时间有关的AC波形，该AC波形可能与噪声电压进行混合，使得转换定时的精确性变差。换句话说，依据三相电压幅值的检测的转换难以充分地减小开关损耗。同时，在安装大型电动机，如使车辆运行的三相AC电动机到车辆发动机箱时，抑制逆变器的开关桥臂元件的温度是非常重要的。
技术实现思路
根据上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种电动机控制装置，其能运行三相AC电动机，同时在或大或小的程度上避免固定的相在恶化情况下进行开关，同时还减小在与该装置共同运行的PWM控制的逆变器中引起的开关损耗。本专利技术的另一个目的是提供一种电动机控制装置，其能减小基于两相调制技术进行控制的逆变器的每个开关元件上的最大温度，而不使逆变器的冷却系统的结构变大。为了实现上述目的，作为本专利技术的一方面，提供一种控制三相AC电动机的装置，包括逆变器，可操作地被连接到电动机上，以响应三相PWM指令给电动机供电；以及控制电路，基于两个调制技术控制所述逆变器，所述两个调制技术基于表示电动机的运行状态的信息有选择地从一种切换到另一种，所述两种调制技术的一种给定PWM指令为两相调制，使得所述电动机的三个相电压中的每个依次以π/3的电角度的间隔被固定在预先指定的电压电平上。优选的是，表示所述电动机运行状态的所述信息是所述电动机的相电压，以及两种调制技术的另一种给定PWM调制为三相调制；以及，其中控制电路包括确定装置，确定相电压是否等于或者大于给定值；以及指令装置，选择性地在确定相电压低于给定值的情况下指令为三相调制并且在确定相电压大于给定值的情况下指令为两相调制。举例说明，电动机是为车辆运行产生动力的车载电动机。作为本专利技术的另一方面，提供一种控制三相AC电动机的装置，包括逆变器，可操作的连接到电动机上，以响应三相PWM指令给电动机供电；以及控制电路，基于两个调制技术控制所述逆变器，所述两种调制技术依据表示电动机的运行状态的信息有选择地从一种切换到另一种，所述两种调制技术的一种给定PWM指令为第一两相调制，使得电动机的三个相电压中的每个依次以2π/3的电角度的间隔被固定在预先指定的电压电平上，两种调制技术的另一种给定PWM指令为第二两相调制，使得电动机的三个相电压中的每个依次以π/3的电角度的间隔被固定在预先指定的电压电平上。优选的是，所述信息是所述电动机相电压的幅值，其中所述控制电路包括用于判断相电压的幅值是否等于或者大于给定阈值的第一确定装置，以及指令装置，用于当确定为相电压的幅值小于所述阈值时指令为第一两相调制并且当确定为相电压的幅值等于或者大于该阈值时指令为第二两相调制。还优选的是将表示所述电动机的运行状态的所述信息定义为包括四个象限的二维坐标图，并且所述图包括第一区域和第二区域，所述第一区域包含坐标原点并且指定三相调制，所述第二区域在坐标中围绕第一区域并且指定两相调制。优选的是，所述信息是由所述电动机中的q轴的电流和d轴的电流所确定的二维坐标点，并且所述图的坐标由指定给q轴和d轴的电流的互相正交的两轴进行定义。还优选的是，所述信息是由所述电动机中引起的转矩量和电动机的转数所确定的二维坐标点，并且所述图的坐标由指定给转矩以及转数的互相正交的两轴进行定义。作为本专利技术的另一方面，提供一种用于控制三相AC电动机的装置，包括逆变器，可操作地被连接到电动机上以响应三相PWM指令给电动机供电，所述逆变器配备有三个元件对，每个包括上臂元件和下臂元件，所述上臂元件和下臂元件中的每个接收对应三相PWM指令的调制电压，控制电路基于第一和第二两相调制技术控制所述逆变器，所述第一和第二两相调制技术依据表示电动机运行状态的信息有选择地每隔一段时间或者交替地从一种切换到另一种，并且每种给定PWM指令为两相调制，所述两相调制允许电动机的三个相电压中的每个依次以2π/3电角度的间隔被固定在预先指定的电压电平上，所述第一两相调制技术涉及指定给将要进行相电压固定的相的上臂元件导通和当时下臂元件关断，而第二两相调制技术涉及指定给将要进行相电压固定的相的上臂元件关断而下臂元件导通。附图说明在附图中图1示出配备有根据本专利技术第一实施方案的电动机控制装置的电动机装置的概括性电结构；图2示出组合到根据第一实施方案的电动机控制装置中的控制电路的物理电结构(图2也说明本专利技术的第二，第三和第四实施方案)；图3示出通过控制电路的电路运行在功能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制三相ＡＣ电动机的装置，包括：逆变器，可操作地被连接到电动机上，以响应三相ＰＷＭ指令给电动机供电；以及控制电路，基于两种调制技术控制所述逆变器，所述两种调制技术依据表示电动机运行状态的信息有选择地从一种切换到另一种，所 述两种调制技术中的一种给定ＰＷＭ指令为两相调制，允许所述电动机的三相电压中的每个以π／３电角度的间隔依次被固定在预先指定的电压电平上。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤武志，辻浩也，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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